WO2003022544A2 - Continuous heat treatment of bulk material - Google Patents

Continuous heat treatment of bulk material Download PDF

Info

Publication number
WO2003022544A2
WO2003022544A2 PCT/CH2002/000442 CH0200442W WO03022544A2 WO 2003022544 A2 WO2003022544 A2 WO 2003022544A2 CH 0200442 W CH0200442 W CH 0200442W WO 03022544 A2 WO03022544 A2 WO 03022544A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
chamber
chambers
product
granules
gas
Prior art date
Application number
PCT/CH2002/000442
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2003022544A3 (en
Inventor
Christian Dachauer
Camille Borer
Hans Geissbühler
Original Assignee
Bühler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to EA200400424A priority Critical patent/EA005330B1/en
Application filed by Bühler AG filed Critical Bühler AG
Priority to AT02747137T priority patent/ATE482065T1/en
Priority to KR10-2004-7003457A priority patent/KR20040062537A/en
Priority to CN028170520A priority patent/CN1549762B/en
Priority to JP2003526652A priority patent/JP2005500928A/en
Priority to BRPI0212059-3A priority patent/BR0212059B1/en
Priority to MXPA04001702A priority patent/MXPA04001702A/en
Priority to DE50214675T priority patent/DE50214675D1/en
Priority to PL02367720A priority patent/PL367720A1/en
Priority to EP02747137A priority patent/EP1425146B1/en
Publication of WO2003022544A2 publication Critical patent/WO2003022544A2/en
Publication of WO2003022544A3 publication Critical patent/WO2003022544A3/en
Priority to US10/796,173 priority patent/US7350318B2/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/0018Evaporation of components of the mixture to be separated
    • B01D9/0031Evaporation of components of the mixture to be separated by heating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/16Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by suspending the powder material in a gas, e.g. in fluidised beds or as a falling curtain
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1836Heating and cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/34Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with stationary packing material in the fluidised bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/36Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed through which there is an essentially horizontal flow of particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44Fluidisation grids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/02Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by heating
    • B29B13/021Heat treatment of powders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/06Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by drying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/0053Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow
    • B01J2208/00557Flow controlling the residence time inside the reactor vessel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00619Controlling the weight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00654Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • B01J2208/00672Particle size selection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00654Controlling the process by measures relating to the particulate material
    • B01J2208/00681Agglomeration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/0084Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00884Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0041Crystalline
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/88Post-polymerisation treatment

Definitions

  • the invention relates to a device for the continuous thermal treatment of granular bulk materials, in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), with a product inlet that opens into a first most upstream chamber and a product outlet that connects to a most downstream chamber.
  • the invention also relates to a method for the continuous thermal treatment of a granular bulk material, in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), using the device according to the invention.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Such a device is e.g. known from EP 0 712 703 A2. It consists of a housing with an input and an output for thermally treated plastic flakes (chips). The interior of the housing is divided by a plurality of partitions into a first large chamber and a number of smaller chambers, the partition between the first chamber and the chambers adjoining it being higher than the partitions between the respective smaller chambers. All chambers can be gassed from below via a sieve tray in order to fluidize the flaky product. In operation, the fluidized product flows from chamber to chamber over the upper edge of the respective partition.
  • Unwanted backmixing can occur due to the bubbling movement in the respective fluidization chambers, in that flakes spring back from a chamber or are blown back into the chamber located upstream from it. This then results in different residence time spectra for different flakes, which inevitably leads to flakes with different product quality.
  • DE 195 00 383 A1 discloses a device for the continuous crystallization of polyester material in granular form.
  • the thermal treatment takes place in a cylindrical treatment room, which is also gassed from below through a sieve tray in order to fluidize the granulate with the treatment gas.
  • the Ver- Turning only one treatment room, in which the fluidization takes place, saves costs and makes the use of stirring tools and the like superfluous, but here too a very narrow residence time spectrum of the particles and thus a largely uniform product quality of the granules cannot yet be achieved.
  • EP 0 379 684 A2 discloses an apparatus and a method for the continuous crystallization of polyester material in granular form.
  • the device consists of two separately arranged fluidization chambers (fluidized bed apparatuses), the first chamber being a bubbling fluidized bed with a mixing characteristic and the second chamber being a fluidized bed with a piston flow characteristic.
  • This combination of two different fluidization chambers achieves a surprisingly homogeneous product quality, but each of the two separate fluidized bed apparatuses requires its own circuit with channels, fans, heat exchangers for the gassing and fluidizing gas, and cyclone separators or filters for separating dust that is caused by abrasion from the granulate particles.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an inexpensive and easy-to-operate device and a method of the type mentioned at the beginning, in which or in which a narrow residence time spectrum of the fluidized and thermally treated granulate particles in the device and thus a homogeneous product quality is achieved ,
  • the device has a plurality of adjoining fluidization chambers, each with a sieve bottom, through which a fluidization gas for fluidizing the granules can be blown into the respective chamber, which escape via a gas outlet in the ceiling area of the device can, wherein the first chamber occupies a large part of the total volume of all chambers, and that adjacent chambers each have a fluid connection via product passages in the partition walls arranged between them.
  • Product passages between adjacent chambers are preferably arranged on the bottom side between the sieve bottom and a lower end region of the dividing wall between the adjacent chambers.
  • the product passages can also be arranged between adjacent chambers on the wall side between a side wall and a lateral end region of the partition between the adjacent chambers.
  • Product passages are also expediently arranged in the partition approximately at the height of the upper end of the fluidized bed.
  • the product passages extend over the entire width or over the entire height of the device from one side wall to the other side wall or from the sieve bottom to the upper end of the fluidized bed, the product passages preferably being designed as horizontal or vertical slots.
  • the slit-like product passages each extend along the entire width or along the entire height of a partition.
  • only horizontal slots are used as product passages in order to achieve a narrow residence time spectrum.
  • the product passages are arranged alternately on the floor and at the level of the upper end of the fluidized bed on dividing walls which follow one another along the product conveying direction.
  • the product passages were on the floor in the case of successive partition walls, a particle could, under certain circumstances, migrate directly from product passage to product passage through this chamber without being in this chamber for longer. This would be counterproductive for the narrow residence time spectrum aimed for in the device.
  • the product passages can also be arranged alternately on the left-hand end of the wall and on the right-hand end of the dividing wall on partitions that follow one another along the product conveying direction.
  • the particles are forced here on a slalom-like path within the device.
  • Both the roller coaster configuration and the slalom configuration have a positive effect on the homogenization of the product residence times and thus additionally contribute to the multi-chambered nature of the device for a narrow residence time spectrum.
  • the position of the product passages is adjustable. This allows product-specific optimizations to be carried out, e.g. an adjustment of the average residence time of the granules in the device.
  • the cross-sectional extent of the product passages is adjustable. This enables optimization by adapting to the respective grain size of the granulate.
  • a minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages is preferably set such that it lies in the range between a minimum granule dimension and approximately 20 cm.
  • a particularly preferred minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages is in the range between twice the minimum granule dimension and approximately 10 times the minimum granule dimension. Also this helps to make a direct flow through a chamber for a granulate particle from the entrance into the chamber to the exit from the chamber less likely. Thus, at least short dwell times are made practically impossible. This is particularly advantageous and useful for the crystallization of polyesters such as PET, since a too short dwell time of a polyester pellet leads to inadequate crystallization, which results in pellets that tend to stick.
  • Another preferred embodiment is characterized in that the bottom or the product passages arranged approximately at the level of the upper end of the fluidized bed in the partition or the wall-side product passages are each essentially parallel to the bottom or the respective side wall and essentially perpendicular to the partition have arranged sheet metal, which is attached to the edge of the respective product passage and extends through the product passage on both sides of this partition in each case into the two adjacent chambers. In this way, a product passage is created, which is designed as a kind of tunnel between this sheet and the floor or the side wall.
  • a particle that gets into this tunnel against the predominant flow of the fluidized product is therefore likely to be reflected back and forth between the tunnel walls and thus has a longer dwell time in the product passage, which greatly increases the likelihood that sooner or later it will be caused by impacts entrained with other particles of the fluidized product stream.
  • This version of the tunnel also makes backmixing with the negative consequences mentioned more difficult and ultimately makes it practically impossible.
  • the sieve tray in the area of the product passages at the bottom and essentially opposite the sheet metal, there are blow-in areas in the sieve tray which allow fluidizing gas to be blown into the chamber at a speed. which enables both a speed component perpendicular to the blowing area and a speed component parallel to the blowing area in the direction of the fluidized granulate flow.
  • so-called Konidur sheet metal is preferably used, in which the openings of the sieve bottom are not formed by completely punching out and removing material, but rather are formed by only partially punching out and then bending over the partially punched-out material part.
  • the first chamber via its sieve plate to an associated feed channel for fluidizing gas, which is separated from a common feed channel for the remaining chambers.
  • This can e.g. can be achieved by a common air circuit which has a branch in front of the sieve plate of the first chamber and the common sieve plate of the remaining chambers, an adjustable flap being provided in each branch serving as a feed line to the respective sieve plate and as a discharge line from the respective chambers of the device , by means of which the gas distribution and thus also the gas velocity for the fluidization of the respective chambers can be adjusted.
  • This enables the first chamber to be gassed and fluidized under different conditions than the remaining chambers.
  • the higher gas velocity means greater fluidization and thus more Prevention of agglomerate formation is effected.
  • an impact resolver is provided at the product outlet, into which the product outlet opens. This impact resolver finally dissolves agglomerates that have formed despite all the other precautions.
  • the sieve trays of all chambers can be arranged on one level.
  • the device can consist of chambers lined up along the fluidized granulate stream with mutually offset heights.
  • the first chamber is preferably defined in its floor plan by a wall which surrounds it cylindrically, and the remaining chambers are concentrically connected radially outward around the first chamber with cylindrical walls. This design is particularly space and material saving, and the heat losses are also low.
  • the first chamber can be defined by a pair of concentric cylindrical walls, the remaining chambers within the inner cylindrical wall of the first chamber adjoining radially inward concentrically with cylindrical walls.
  • the plan of the first chamber can also be rectangular and the remaining chambers adjoin the outside of the first chamber.
  • the rectangular shape is particularly easy to build.
  • the first chamber can also be rectangular in shape here, with the remaining chambers inside the first chamber e.g. connect nested with each other with a rectangular plan concentrically.
  • the remaining chambers are each designed in such a way that the ratio between the layer height of the fluidized granules and the smallest floor plan chamber dimension is in the range from 0.5 to 2.
  • This preferred benchmark for that This ratio ensures that no excessive blistering can take place inside the fluidized product. If the layer height of the fluidized product is much greater than twice the smallest floor plan chamber dimension, many small bubbles can form a few or even one large bubble during the ascent, which due to the decreasing gravitational pressure in the fluidized Move the product upwards and then create impacts when reaching the fluidized bed surface and / or cause the granulate particles to be thrown around. On the other hand, if the floor is only thinly covered with product, economical fluidization is not possible.
  • the most upstream first chamber preferably takes up a large part of the total volume of all chambers, in particular approximately half of the total volume of all chambers.
  • the sieve bottom surface of the first chamber expediently also takes up a large part of the total sieve bottom surface of all the chambers, again about half of the total sieve bottom surface of all chambers. This is particularly advantageous in the crystallization of polyester. As a result, extensive crystallization can be achieved in the first chamber in a first crystallization step for the majority of all particles. Since individual particles are still sticky in this first phase, it is particularly important to generate large-volume fluidization with a lower particle density in the first chamber than in the subsequent remaining chambers. Then the likelihood of two sticky particles hitting each other and thus agglomerate formation is much less.
  • the product outlet in a wall is expediently designed like a window with a slide, by means of which the lower edge of the window can be adjusted.
  • the product outlet can be designed as a kind of pivotable weir, the height of which can be adjusted by pivoting the weir.
  • a so-called zigzag separator is arranged in front of the fluidized bed, which allows gas to pass through and holds up granulate particles and directs them back into the fluidized bed.
  • the granules are passed through the several fluidizing chambers arranged in a row, each having a sieve plate through which a fluidizing gas (for example pure nitrogen or air) is blown into the respective chamber from below to fluidize the granules and is drawn off in the ceiling area of the device, the absolute filling level of the fluidized granules in the first chamber is at least as high as the absolute filling level of the remaining chambers downstream.
  • a fluidizing gas for example pure nitrogen or air
  • fluidization gas is blown into all chambers with a uniform first treatment temperature, the fluidization gas preferably also being used as a heat source for heating the fluidized granulate.
  • This uniform first treatment temperature is in the case of crystallization of PET about 180 C C.
  • the still predominantly amorphous starting material occurs in the form of pellets with a temperature of about 20 ° C and at this low temperature non-adhesive in the first chamber.
  • In the first chamber there is still no complete heat transfer to the PET granulate, which in turn is advantageous since the tendency to stick when heated is still very strong in the amorphous or only slightly crystallized state.
  • the fluidizing gas can at least partially contain a gas reacting with the fluidized granulate. This can be a disinfectant or flavoring gas, for example when drying food.
  • a fluidizing gas with a second treatment temperature is expediently blown into at least one of the remaining chambers and is preferably used as a heat sink for cooling the fluidized granules.
  • Fluidizing gas is preferably blown into all chambers with the same excess pressure and the same gas velocity. If necessary, however, fluidizing gas can be blown into the first chamber at a higher pressure and / or higher gas velocity than in the remaining chambers.
  • the higher gas velocity leads to greater fluidization, i.e. Expansion of the fluidized bed, while the higher gas pressure enables more heat to be supplied via the fluidizing gas.
  • Fig. 1 is a sectional view along a vertical plane of a first
  • Embodiment of the invention is;
  • Fig. 2 is a sectional view along a vertical plane of a second
  • Embodiment of the invention is;
  • 3a and 3b are a sectional view along a vertical plane and a
  • Fig. 4 is a sectional view along a horizontal plane of a third embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the dependence of the residence time spectrum of granulate particles in the device according to the invention as a function of the number of chambers of the device;
  • 5a and 5b schematically show a one-stage fluidized bed and a 5-stage fluidized bed, respectively;
  • 5c shows the local temperature profile of the product of the fluidized bed from FIG. 5a or the fluidized bed from FIG. 5b;
  • 6b shows a second special embodiment of the product passages between the chambers in an enlarged view.
  • the device 1 schematically shows a vertical sectional view of a first exemplary embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the device 1 according to the invention forms a multi-box crystallizer with a housing 13, in the interior of which several chambers 2, 3, 4, 5 and 6 are separated from one another by partition walls 14, 15, 16 and 17 are separated.
  • the bottom of the chambers is formed by a sieve bottom 11 through which a fluidizing gas can be blown in from below.
  • the chambers are delimited at the top by a zigzag separator 12, which forms the chamber ceiling.
  • the front and rear boundaries of the chambers 2, 3, 4, 5 and 6 run parallel above and below the plane of the drawing and are therefore not shown in the sectional view.
  • the product to be fluidized and thermally treated which is in particular polyethylene terephthalate (PET)
  • PET polyethylene terephthalate
  • Fluidizing gas is introduced via a gas inlet 9 blown into the device 1 below the sieve tray 11 and, after it has passed through the zigzag separator 12, is drawn off via a gas outlet 10 in the ceiling area of the device 1.
  • the granulate entering the device 1 first reaches the first chamber 2, which takes up a large part of the total chamber volume, and is fluidized by the fluidizing gas entering via the sieve tray 11, whereby a fluidized bed 23 of granules and fluidizing gas is formed.
  • the fluidized bed behaves like a fluid, i.e.
  • a gravitational pressure forms within the fluidized bed, and the fluidized bed flows through the product passages 18, 19, 20 and 21 between a lower end region of the partition walls 14, 15, 16 and 17 respectively and the sieve plate 11 from the first chamber 2 into the adjoining chambers 3, 4, 5 and 6.
  • a window 22 in the end wall at a certain height above the sieve plate 11 and defines this height the height of all fluidized beds 23 in all chambers 2, 3, 4, 5 and 6.
  • the fluidized bed 23 is shown schematically in FIG.
  • Bubbles can form within the fluidized bed 23, which rise upward within the fluidized bed and can combine to form larger bubbles 24, which burst as soon as they reach the fluidized bed surface 26 and can hurl the granules around within the chamber. This is shown schematically in the area of reference number 25.
  • FIG. 2 shows a vertical sectional view of a second exemplary embodiment of the device 1 according to the invention.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that in the successive partition walls 14, 15, 16 and 17 between the chambers 2, 3, 4, 5 and 6, the product passages 28, 29, 30 and 31 are arranged alternately at a certain height above the sieve plate 11 in the partitions 14 and 15 and directly on the sieve plate 11 in the partitions 15 and 17.
  • the granulate particles are transported on their way through the chambers 2, 3, 4, 5 and 6 in an alternating way running up and down, similar to a roller coaster.
  • This has the advantage that the upstream product passage and the downstream product passage are as far apart as possible in each chamber.
  • all of the granulate particles are forced as long as possible through each of the chambers 3, 4, 5 and 6, which at least ensures that as few granule particles as possible have a short residence time.
  • FIG. 3a shows a vertical sectional view of a third exemplary embodiment of the device 1 according to the invention
  • FIG. 3b shows a horizontal sectional view of this third exemplary embodiment.
  • the device 1 consists of a centrally arranged cylindrical chamber 2, which in turn takes up a large part of the entire chamber volume of the device 1, and of peripheral chambers 3, 4, 5 and 6, which are separate connect radially to the central chamber 2 and surround it along its entire circumference.
  • the central chamber 2 is separated by a partition 14 from the radially surrounding chambers 3, 4, 5 and 6, which in turn are limited to the outside by the housing wall 13.
  • FIG. 3a At a certain height above the sieve bottom (FIG. 3a) there is a product passage 18 which forms the connection between the first chamber 2 and the second chamber 3.
  • the product passages between the chambers 3, 4, 5 and 6 are not shown. However, they correspond to the product passages 18, 19, 20 and 21 of FIG. 1 and the product passages 28, 29, 30 and 31 of FIG. 2.
  • the height and / or cross-sectional dimension of the window 22 can be adjustable both in FIG. 1 and in FIG. 2 and in FIG. 3b.
  • the height of the fluidized bed 23 is determined by the adjustability of the height, while the throughput through the device 1 can be adjusted by the adjustability of the cross-sectional dimension.
  • the product passages can only be arranged on the floor (see product passages 18, 19, 20 and 21 in FIG. 1), or they can alternate at the top and be arranged below, which creates a roller coaster arrangement (see product passages 28, 29, 30 and 31 in Fig.
  • FIGS. 1, 2 and 3a and 3b Three different exemplary embodiments of the device 1 according to the invention have been described in FIGS. 1, 2 and 3a and 3b described above. In all three cases, there are different construction variants of a 5-stage fluidized bed 23. They differ in the arrangement of the chambers 2, 3, 4, 5, 6 and the product passages 18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31 and the product openings 22.
  • the 5-stage fluidized bed 23 each consists of a large chamber 2, the (main) crystallization chamber, and four subsequent smaller chambers 3, 4, 5, 6 of the same size, which for are responsible for the homogenization of the product.
  • the chambers 3, 4, 5, 6 are either strung together or arranged concentrically around the larger chamber 2.
  • the fluidized bed apparatuses 1 are fed by a single gas supply. Due to the pressure drop across the sieve plate 11 and the fluidized bed 23, the gas is distributed over the individual chambers 2, 3, 4, 5, 6.
  • the product passages 18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31 are arranged below, above or alternately below / above. In the exemplary embodiment of FIG.
  • a fluidized bed 23 of uniform height is established in the chambers 2, 3, 4, 5, 6 due to the product passages 18, 19, 20, 21 located below. This can be regulated by the height of the product outlet window 22 in the last chamber 6.
  • the layer height of the fluidized bed 23 in the chamber 2, the chambers 3 and 4 and the chambers 5 and 6 can be adjusted independently of one another due to the product passages 28, 29, 30, 31 alternating at the top and bottom by the height position of the overhead product passages 28, 30 is set.
  • 5a and 5b schematically show a one-stage and a 5-stage fluidized bed.
  • 5c shows as a result of a calculation example the local course of the product temperature of both this single-stage and this 5-stage fluidized bed.
  • the local product temperature profile (temperature distribution) of the 5-stage fluidized bed was compared with the local product temperature profile (temperature distribution) of the single-stage fluidized bed.
  • the product throughput and the operating parameters represent the industrial plants built today. It must be noted at this point that the heat of crystallization released was taken into account in the heat balance of the first chamber (a large part of the exothermic crystallization reaction also takes place here).
  • the efficiency of the heat exchange between gas and granules could be significantly improved, while improving the quality and homogeneity of the end product.
  • the thermal efficiency (defined and measured as the ratio [product temperature at the product outlet - product temperature at the product inlet] / [treatment gas temperature at the gas inlet - product temperature at the product inlet]) was increased by around 7.5% for this example. Due to the higher product temperature after crystallization, a subsequent process step for solid-phase post-condensation (SSP) can be saved on the apparatus size required there.
  • SSP solid-phase post-condensation
  • the multi-stage fluidized bed of the present invention is characterized both by an improved, i.e. narrower residence time spectrum of the product in this multi-stage fluidized bed as well as an improved, i.e. increased thermal efficiency of the thermal treatment of the product.
  • 6a and 6b show a particularly advantageous first embodiment of the product passages between the chambers of the device according to the invention.
  • FIG. 6a corresponds to a detail from FIG. 1, which shows the partition walls 14, 15, 16 and 17 in their lower region in the vicinity of the sieve plate 11.
  • the sieve bottom 11 has Holes 11a formed by punching out material and removing material.
  • the lower end of the partitions 14, 15, 16 and 17 is provided with a guide plate 33, 34, 35 and 36 in this embodiment, which is on both sides of the respective partition and perpendicular to it into the chambers extends on both sides of the respective partition.
  • FIG. 6b shows a second embodiment of the product passages 18, 19, 20, 21 which is improved compared to the first embodiment of FIG. 6a.
  • the section of FIG. 6b corresponds to the section of the first embodiment of the product passages circled in FIG. 6a with the difference that here in the area of the tunnel opposite the respective guide plate 33, 34, 35, 36, the sieve plate 11 has holes 11b, which were formed by only partially punching out material and bending this partially punched out material. Through these holes 11b, in addition to their vertical fluidization component perpendicular to the direction of flow of the granulate, a movement component parallel to and in the same direction as the direction of flow of the granulate is impressed on the blown-in air. This makes backmixing even less likely than in the embodiment of FIG. 6a.
  • Sieve plate a punched holes with removed material b partially punched holes with bent material

Abstract

The invention relates to a device (1) for continuous heat treatment of granulated materials, especially to the crystallization of polymer granulate, such as polyethylenterephthalate (PET) for example. The device comprises several adjacent fluidization chambers (2, 3, 4, 5, 6) respectively provided with a sieve plate (11) through which a fluidization gas used to fluidize the granulate can be insufflated into the respective chamber from below via a gas inlet (9), said gas being able to escape via a gas outlet (10) in the top area of the device. The first chamber (2) takes up the greater part of the overall volume of all chambers (2, 3, 4, 5, 6) and neighbouring chambers are, respectively, fluidically connected by means of product throughflow openings (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) in the separating walls (14, 15, 16, 17) arranged therebetween. According to the inventive method, using the inventive device (1), the granulated material is guided through several adjacent fluidization chambers (2, 3, 4, 5, 6), the absolute filling level of the fluidized granulating material in the first chamber (2) being at least as high as the absolute filling level of the other adjacent chambers (3, 4, 5, 6) disposed downstream therefrom.

Description

Kontinuierliche thermische Behandlung von Schüttgütern Continuous thermal treatment of bulk goods
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen thermischen Behandeln von körnigen Schüttgütern, insbesondere zum Kristallisieren von Polymergranulat, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), mit einem Produkteintritt, der in eine erste am weitesten stromauf gelegene Kammer mündet, und einem Produktaustritt, der sich an eine am weitesten stromab gelegene Kammer anschliesst. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum kontinuierlichen thermischen Behandeln eines körnigen Schüttgutes, insbesondere zum Kristallisieren von Polymergranulat, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), unter Verwendung der erfindungsgemassen Vorrichtung.The invention relates to a device for the continuous thermal treatment of granular bulk materials, in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), with a product inlet that opens into a first most upstream chamber and a product outlet that connects to a most downstream chamber. The invention also relates to a method for the continuous thermal treatment of a granular bulk material, in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), using the device according to the invention.
Eine derartige Vorrichtung ist z.B. aus der EP 0 712 703 A2 bekannt. Sie besteht aus einem Gehäuse mit einem Eingang und einem Ausgang für thermisch zu behandelnde Kunststoff-Flocken (Chips). Das Innere des Gehäuses ist durch mehrere Trennwände in eine erste grosse Kammer und mehrere kleinere Kammern unterteilt, wobei die Trenn- wand zwischen der ersten Kammer und den sich an sie anschliessenden Kammern höher ist als die Trennwände zwischen den jeweiligen kleineren Kammern. Sämtliche Kammern sind über einen Siebboden von unten her begasbar, um das flockige Produkt zu fluidisieren. Im Betrieb fliesst das fluidisierte Produkt über die Oberkante der jeweiligen Trennwand von Kammer zu Kammer. Dabei können aufgrund der Sprudelbewegung in den jeweiligen Fluidisierungskammern ungewollte Rückvermischungen auftreten, indem Flocken aus einer Kammer in die von ihr stromauf gelegene Kammer zurückspringen bzw. zurückgeblasen werden. Hieraus ergeben sich dann unterschiedliche Verweilzeitspektren für unterschiedliche Flocken, was zwangsläufig zu Flocken mit voneinander abweichender Produktqualität führt.Such a device is e.g. known from EP 0 712 703 A2. It consists of a housing with an input and an output for thermally treated plastic flakes (chips). The interior of the housing is divided by a plurality of partitions into a first large chamber and a number of smaller chambers, the partition between the first chamber and the chambers adjoining it being higher than the partitions between the respective smaller chambers. All chambers can be gassed from below via a sieve tray in order to fluidize the flaky product. In operation, the fluidized product flows from chamber to chamber over the upper edge of the respective partition. Unwanted backmixing can occur due to the bubbling movement in the respective fluidization chambers, in that flakes spring back from a chamber or are blown back into the chamber located upstream from it. This then results in different residence time spectra for different flakes, which inevitably leads to flakes with different product quality.
Die DE 195 00 383 A1 offenbart eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Kristallisieren von Polyestermaterial in Granulatform. Die thermische Behandlung findet in einem zy- linderförmigen Behandlungsraum statt, der ebenfalls von unten her über einen Siebboden begast wird, um das Granulat mit dem Behandlungsgas zu fluidisieren. Die Ver- Wendung nur eines Behandlungsraums, in dem die Fluidisierung stattfindet, spart zwar Kosten und macht die Verwendung von Rührwerkzeugen und dgl. überflüssig, doch kann auch hier ein sehr enges Verweilzeitspektrum der Partikel und somit eine weitgehend einheitliche Produktqualität des Granulats noch nicht erzielt werden.DE 195 00 383 A1 discloses a device for the continuous crystallization of polyester material in granular form. The thermal treatment takes place in a cylindrical treatment room, which is also gassed from below through a sieve tray in order to fluidize the granulate with the treatment gas. The Ver- Turning only one treatment room, in which the fluidization takes place, saves costs and makes the use of stirring tools and the like superfluous, but here too a very narrow residence time spectrum of the particles and thus a largely uniform product quality of the granules cannot yet be achieved.
Die EP 0 379 684 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Kristallisieren von Polyestermaterial in Granulatform. Die Vorrichtung besteht aus zwei separat angeordneten Fluidisierungskammern (Wirbelbettapparaten), wobei die erste Kammer eine sprudelnde Wirbelschicht mit Mischcharakteristik und die zweite Kammer ein Fliessbett mit Kolbenströmungscharakteristik ist. Durch diese Kombination zweier verschiedener Fluidisierungskammern wird zwar eine überraschend homogene Produktqualität erzielt, doch erfordert jeder der beiden separaten Wirbelbettapparate einen eigenen Kreislauf mit Kanälen, Ventilatoren, Wärmetauschern für das Begasungs- und Fluidisierungsgas sowie Zyklonabscheidern bzw. Filtern zur Abscheidung von Staub, der durch Abrieb von den Granulatpartikeln entsteht.EP 0 379 684 A2 discloses an apparatus and a method for the continuous crystallization of polyester material in granular form. The device consists of two separately arranged fluidization chambers (fluidized bed apparatuses), the first chamber being a bubbling fluidized bed with a mixing characteristic and the second chamber being a fluidized bed with a piston flow characteristic. This combination of two different fluidization chambers achieves a surprisingly homogeneous product quality, but each of the two separate fluidized bed apparatuses requires its own circuit with channels, fans, heat exchangers for the gassing and fluidizing gas, and cyclone separators or filters for separating dust that is caused by abrasion from the granulate particles.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und einfach zu betreibende Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei der bzw. bei dem ein enges Verweilzeitspektrum der in der Vorrichtung fluidisierten und thermisch behandelten Granulatteilchen und somit eine homogene Produktqualität erzielt wird.The present invention is therefore based on the object of providing an inexpensive and easy-to-operate device and a method of the type mentioned at the beginning, in which or in which a narrow residence time spectrum of the fluidized and thermally treated granulate particles in the device and thus a homogeneous product quality is achieved ,
Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung erfindungsgemäss gelöst, indem die Vorrichtung mehrere aneinandergrenzende Fluidisierungskammern mit jeweils einem Siebboden aufweist, durch den in die jeweilige Kammer von unten her ein Fluidisierungsgas zum Fluidisieren des Granulats einblasbar ist, das über einen Gasaustritt im Deckenbereich der Vorrichtung entweichen kann, wobei die erste Kammer einen Grossteil des Gesamtvolumens aller Kammern einnimmt, und dass benachbarte Kammern jeweils über Produktdurchtritte in den zwischen ihnen angeordneten Trennwänden eine Fluidverbindung aufweisen.This object is achieved according to the invention in the device described in the introduction in that the device has a plurality of adjoining fluidization chambers, each with a sieve bottom, through which a fluidization gas for fluidizing the granules can be blown into the respective chamber, which escape via a gas outlet in the ceiling area of the device can, wherein the first chamber occupies a large part of the total volume of all chambers, and that adjacent chambers each have a fluid connection via product passages in the partition walls arranged between them.
Diese einfache kompakte Bauweise ist besonders material- und platzsparend. Durch die aneinandergrenzenden Kammern werden Wärmeverluste bzw. der erforderliche Bedarf an Wärmeisolation deutlich gesenkt und letztendlich ein energiesparender Betrieb ermöglicht. Ausserdem wird mit zunehmender Kammeranzahl das Verweilzeitspektrum für Granulat in der Vorrichtung immer enger. Besonders vorteilhaft ist auch die Tatsache, dass keine Zwischenförderung über eine Strecke zwischen den Kammern notwendig ist. Ausserdem reicht es aus, mit nur einem über den gesamten Siebboden eingeleiteten Begasungs-/Fluidisierungsstrom zu arbeiten. Insgesamt kann daher die erfindungsgemässe Vorrichtung kostengünstig bereitgestellt werden, und auch das er- findungsgemässe Verfahren und die Wartung der erfindungsgemassen Vorrichtung erweisen sich als kostengünstig.This simple, compact design is particularly material and space-saving. Due to the adjoining chambers, heat loss or the required The need for heat insulation is significantly reduced and ultimately energy-saving operation is made possible. In addition, as the number of chambers increases, the residence time spectrum for granules in the device becomes ever narrower. The fact that no intermediate conveyance over a distance between the chambers is necessary is also particularly advantageous. In addition, it is sufficient to work with only one gassing / fluidization stream introduced over the entire sieve plate. Overall, the device according to the invention can therefore be provided inexpensively, and the method according to the invention and the maintenance of the device according to the invention also prove to be inexpensive.
Vorzugsweise sind Produktdurchtritte zwischen benachbarten Kammern bodenseitig zwischen dem Siebboden und einem unteren Endbereich der Trennwand zwischen den benachbarten Kammern angeordnet. Alternativ oder ergänzend können die Produktdurchtritte auch zwischen benachbarten Kammern wandseitig zwischen einer Seitenwand und einem seitlichen Endbereich der Trennwand zwischen den benachbarten Kammern angeordnet sein. Überraschenderweise tritt bei dieser Anordnung der Produktdurchtritte nur wenig Rückvermischung zwischen den Kammern auf. Ausserdem erleichtert diese Anordnung das Entleeren der Vorrichtung nach dem Betrieb z.B. zu Reinigungs- oder Wartungszwecken oder bei einem Produktwechsel.Product passages between adjacent chambers are preferably arranged on the bottom side between the sieve bottom and a lower end region of the dividing wall between the adjacent chambers. Alternatively or additionally, the product passages can also be arranged between adjacent chambers on the wall side between a side wall and a lateral end region of the partition between the adjacent chambers. Surprisingly, with this arrangement of the product passages, little backmixing occurs between the chambers. In addition, this arrangement facilitates emptying of the device after operation e.g. for cleaning or maintenance purposes or when changing products.
Zweckmässigerweise sind auch Produktdurchtritte in der Trennwand in etwa auf der Hohe des oberen Wirbelschichtendes angeordnet.Product passages are also expediently arranged in the partition approximately at the height of the upper end of the fluidized bed.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung erstrecken sich die Produktdurchtritte über die gesamte Breite bzw. über die gesamte Höhe der Vorrichtung von einer Seitenwand zur anderen Seitenwand bzw. vom Siebboden bis zum oberen Wirbelschichtende, wobei die Produktdurchtritte vorzugsweise als horizontale bzw. vertikale Schlitze ausgebildet sind. Insbesondere erstrecken sich die schlitzartigen Produktdurchtritte jeweils entlang der gesamten Breite bzw. entlang der gesamten Höhe einer Trennwand. Vorzugsweise verwendet man nur horizontale Schlitze als Produktdurchtritte, um ein enges Verweilzeitspektrum zu erzielen. Bei einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführung sind an entlang der Produktförderrichtung aufeinanderfolgenden Trennwänden die Produktdurchtritte abwechselnd am Boden und auf der Höhe des oberen Wirbelschichtendes angeordnet. Auf diese Weise werden sämtliche Teilchen des Produktes auf einen achterbahnähnlichen Weg durch die Vorrichtung gezwungen, und für jede Kammer ist der Produkteintritt weitestmöglich vom Produktaustritt entfernt, so dass sämtliche Teilchen einen relativ langen Weg durch die jeweilige Kammer zurücklegen müssen. Befänden sich hingegen bei aufeinanderfolgenden Trennwänden die Produktdurchtritte jeweils am Boden, so könnte ein Teilchen unter Umständen direkt von Produktdurchtritt zu Produktdurchtritt durch diese Kammer wandern, ohne dass es sich in dieser Kammer länger aufhält. Dies wäre für das angestrebte schmale Verweilzeitspektrum in der Vorrichtung kontraproduktiv. Alternativ können die Produktdurchtritte auch an entlang der Produktförderrichtung aufeinanderfolgenden Trennwänden abwechselnd am linken wandseitigen Ende und am rechten wandseitigen Ende der Trennwand angeordnet sein. Analog werden die Teilchen hier auf einen slalomartigen Weg innerhalb der Vorrichtung gezwungen. Sowohl die Achterbahn-Konfiguration als auch die Slalom-Konfiguration wirken sich positiv auf die Vergleichmässigung der Produktverweilzeiten aus und tragen somit ergänzend zu der Mehrkammerigkeit der Vorrichtung zu einem schmalen Verweilzeitspektrum bei.In a particularly advantageous embodiment, the product passages extend over the entire width or over the entire height of the device from one side wall to the other side wall or from the sieve bottom to the upper end of the fluidized bed, the product passages preferably being designed as horizontal or vertical slots. In particular, the slit-like product passages each extend along the entire width or along the entire height of a partition. Preferably, only horizontal slots are used as product passages in order to achieve a narrow residence time spectrum. In a further particularly advantageous embodiment, the product passages are arranged alternately on the floor and at the level of the upper end of the fluidized bed on dividing walls which follow one another along the product conveying direction. In this way, all particles of the product are forced through the device in a roller coaster-like manner, and for each chamber the product inlet is as far as possible from the product outlet, so that all particles have to travel a relatively long way through the respective chamber. If, on the other hand, the product passages were on the floor in the case of successive partition walls, a particle could, under certain circumstances, migrate directly from product passage to product passage through this chamber without being in this chamber for longer. This would be counterproductive for the narrow residence time spectrum aimed for in the device. Alternatively, the product passages can also be arranged alternately on the left-hand end of the wall and on the right-hand end of the dividing wall on partitions that follow one another along the product conveying direction. Analogously, the particles are forced here on a slalom-like path within the device. Both the roller coaster configuration and the slalom configuration have a positive effect on the homogenization of the product residence times and thus additionally contribute to the multi-chambered nature of the device for a narrow residence time spectrum.
Zweckmässig ist es auch, wenn die Position der Produktdurchtritte verstellbar ist. Damit lassen sich produktspezifische Optimierungen durchführen, wie z.B. eine Einstellung der durchschnittlichen Verweilzeit der Granulatteilchen in der Vorrichtung.It is also expedient if the position of the product passages is adjustable. This allows product-specific optimizations to be carried out, e.g. an adjustment of the average residence time of the granules in the device.
In diesem Zusammenhang ist es auch besonders vorteilhaft, wenn die Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte verstellbar ist. Dies ermöglicht Optimierungen durch Anpassung an die jeweilige Komgrösse des Granulats.In this context, it is also particularly advantageous if the cross-sectional extent of the product passages is adjustable. This enables optimization by adapting to the respective grain size of the granulate.
Vorzugsweise stellt man eine Mindestabmessung, insbesondere die Schlitzbreite der Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte derart ein, dass sie im Bereich zwischen einer Granulät-Mindestabmessung und etwa 20 cm liegt. Eine besonders bevorzugte Mindestabmessung, insbesondere der Schlitzbreite der Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte liegt im Bereich zwischen dem 2-fachen einer Granulat- Mindestabmessung und etwa dem 10-fachen der Granulat-Mindestabmessung. Auch dies trägt dazu bei, eine direkte Durchströmung einer Kammer für ein Granulatteilchen vom Eintritt in die Kammer zum Austritt aus der Kammer unwahrscheinlicher zu machen. Somit werden zumindest kurze Verweilzeiten so gut wie unmöglich gemacht. Dies ist besonders bei der Kristallisation von Polyestem wie PET vorteilhaft und sinnvoll, da eine zu kurze Verweilzeit eines Polyesterpellets zu einer unzulänglichen Kristallisation führt, woraus sich zum Kleben neigende Pellets ergeben. Eine etwas überhöhte Verweilzeit wirkt sich dagegen bei der Kristallisation von Polyestem nicht negativ auf die Produkthomogenität aus, da die zeitabhängige Zunahme des Kristallisationsgrades anfänglich steil ansteigt und dann schnell in einen Sättigungsbereich übergeht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auch die Wahrscheinlichkeit einer Rückvermischung minimal wird, wodurch zusätzlich die thermische Effizienz der Vorrichtung gesteigert wird und jede Kammer eine definierte Temperatur beibehält.A minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages, is preferably set such that it lies in the range between a minimum granule dimension and approximately 20 cm. A particularly preferred minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages, is in the range between twice the minimum granule dimension and approximately 10 times the minimum granule dimension. Also this helps to make a direct flow through a chamber for a granulate particle from the entrance into the chamber to the exit from the chamber less likely. Thus, at least short dwell times are made practically impossible. This is particularly advantageous and useful for the crystallization of polyesters such as PET, since a too short dwell time of a polyester pellet leads to inadequate crystallization, which results in pellets that tend to stick. On the other hand, a somewhat excessive dwell time does not have a negative effect on product homogeneity in the crystallization of polyester, since the time-dependent increase in the degree of crystallization initially increases steeply and then quickly changes into a saturation range. Another advantage is that the likelihood of backmixing is also minimal, which additionally increases the thermal efficiency of the device and keeps each chamber at a defined temperature.
Ein weitere bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die bodenseitig oder die in etwa auf der Höhe des oberen Wirbelschichtendes in der Trennwand bzw. die wandseitig angeordneten Produktdurchtritte jeweils ein zum Boden bzw. zur jeweiligen Seitenwand im wesentlichen paralleles und zur Trennwand im wesentlichen jeweils senkrecht angeordnetes Blech aufweisen, das an der Kante des jeweiligen Produktdurchtritts befestigt ist und sich durch den Produktdurchtritt hindurch beiderseits dieser Trennwand jeweils in die beiden benachbarten Kammern erstreckt. Auf diese Weise entsteht ein Produktdurchtritt, der jeweils als eine Art Tunnel zwischen diesem Blech und dem Boden bzw. der Seitenwand ausgebildet ist. Ein Teilchen, das entgegen dem vorwiegenden Strom des fluidisierten Produktes in diesen Tunnel gerät wird somit aller Wahrscheinlichkeit nach zwischen den Tunnelwänden hin und her reflektiert und hat somit eine längere Verweilzeit im Produktdurchtritt, wodurch die Wahrscheinlichkeit stark erhöht wird, dass es früher oder später durch Stösse mit anderen Teilchen des fluidisierten Produktstroms mitgerissen wird. Somit wird durch diese Tunnel-Version ebenfalls eine Rückvermischung mit den genannten negativen Folgen erschwert und letztendiich praktisch unmöglich gemacht.Another preferred embodiment is characterized in that the bottom or the product passages arranged approximately at the level of the upper end of the fluidized bed in the partition or the wall-side product passages are each essentially parallel to the bottom or the respective side wall and essentially perpendicular to the partition have arranged sheet metal, which is attached to the edge of the respective product passage and extends through the product passage on both sides of this partition in each case into the two adjacent chambers. In this way, a product passage is created, which is designed as a kind of tunnel between this sheet and the floor or the side wall. A particle that gets into this tunnel against the predominant flow of the fluidized product is therefore likely to be reflected back and forth between the tunnel walls and thus has a longer dwell time in the product passage, which greatly increases the likelihood that sooner or later it will be caused by impacts entrained with other particles of the fluidized product stream. This version of the tunnel also makes backmixing with the negative consequences mentioned more difficult and ultimately makes it practically impossible.
Vorteilhafterweise sind im Bereich der bodenseitigen Produktdurchtritte und im wesentlichen gegenüber von dem Blech Einblasbereiche im Siebboden angeordnet, die ein Einblasen von Fluidisierungsgas in die Kammer mit einer Geschwindigkeit ermöglicht, die sowohl eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zum Einblasbereich als auch eine Geschwindigkeitskomponente parallel zum Einblasbereich in Richtung des fluidisierten Granulatstroms ermöglicht. Hierfür wird vorzugsweise sogenanntes Konidur- Blech verwendet, bei dem die Öffnungen des Siebbodens nicht durch vollständiges Ausstanzen und Entfernen von Material gebildet werden, sondern durch lediglich teilweises Ausstanzen und anschliessendes Umbiegen des teilweise ausgestanzten Materialteils gebildet werden. Somit kann im Bereich des Produktdurchtritts und insbesondere bei der Tunnel-Version im Bereich des Tunnels neben der senkrecht nach oben gerichteten Fluidisierungskomponente eine waagrechte Transportkomponente auf das Produkt übertragen werden, wodurch ebenfalls die Rückvermischung erschwert wird.Advantageously, in the area of the product passages at the bottom and essentially opposite the sheet metal, there are blow-in areas in the sieve tray which allow fluidizing gas to be blown into the chamber at a speed. which enables both a speed component perpendicular to the blowing area and a speed component parallel to the blowing area in the direction of the fluidized granulate flow. For this purpose, so-called Konidur sheet metal is preferably used, in which the openings of the sieve bottom are not formed by completely punching out and removing material, but rather are formed by only partially punching out and then bending over the partially punched-out material part. Thus, in the area of the product passage and in particular in the tunnel version in the area of the tunnel, in addition to the fluidization component directed vertically upward, a horizontal transport component can be transferred to the product, which also makes backmixing more difficult.
Im Bedarfsfalle ist es auch möglich, mindestens die erste Kammer über ihren Siebboden mit einem ihr zugeordneten Zufuhrkanal für Fluidisierungsgas zu verbinden, der von einem gemeinsamen Zufuhrkanal für die restlichen Kammern getrennt ist. Dies kann z.B. durch einen gemeinsamen Luftkreislauf erzielt werden, der vor dem Siebboden der ersten Kammer und dem gemeinsamen Siebboden der restlichen Kammern eine Verzweigung aufweist, wobei in jedem als Zuleitung zu dem jeweiligen Siebboden und als Abführleitung von den jeweiligen Kammern der Vorrichtung dienenden Zweig eine einstellbare Klappe vorgesehen ist, mittels der die Gasverteilung und somit auch die Gasgeschwindigkeit für die Fluidisierung der jeweiligen Kammern eingestellt werden kann. Dadurch wird ermöglicht, die erste Kammer unter anderen Bedingungen als die restlichen Kammern zu begasen und zu fluidisieren. So kann z.B. bei der Kristallisation von Polyestem in der ersten Kammer mit einer höheren Gasgeschwindigkeit durch den Siebboden hindurch fluidisiert werden als bei den restlichen Kammern. Der Vorteil besteht dann darin, dass bei dem noch nicht oder kaum kristallisierten Produkt in der ersten Kammer, das noch viel stärker zum Kleben neigt als das sich schon in den an- schliessenden restlichen Kammern befindliche Produkt, durch die höhere Gasgeschwindigkeit eine stärkere Fluidisierung und somit Vorbeugung gegen Agglomeratbil- dung bewirkt wird.If necessary, it is also possible to connect at least the first chamber via its sieve plate to an associated feed channel for fluidizing gas, which is separated from a common feed channel for the remaining chambers. This can e.g. can be achieved by a common air circuit which has a branch in front of the sieve plate of the first chamber and the common sieve plate of the remaining chambers, an adjustable flap being provided in each branch serving as a feed line to the respective sieve plate and as a discharge line from the respective chambers of the device , by means of which the gas distribution and thus also the gas velocity for the fluidization of the respective chambers can be adjusted. This enables the first chamber to be gassed and fluidized under different conditions than the remaining chambers. For example, during the crystallization of polyester in the first chamber with a higher gas velocity through the sieve bottom than in the remaining chambers. The advantage then lies in the fact that in the case of the product which has not yet crystallized or has hardly crystallized in the first chamber and which tends to stick much more than the product which is already in the subsequent remaining chambers, the higher gas velocity means greater fluidization and thus more Prevention of agglomerate formation is effected.
In den meisten Fällen reicht es jedoch aus, wenn sämtliche Kammern über ihren jeweiligen Siebboden einem gemeinsamen Zufuhrkanal für Fluidisierungsgas zugeordnet sind. Dadurch werden Materialkosten an der Vorrichtung gespart und der Betrieb wird vereinfacht.In most cases, however, it is sufficient if all of the chambers are assigned to a common supply channel for fluidizing gas via their respective sieve plates are. This saves material costs on the device and simplifies operation.
Vorzugsweise ist am Produktaustritt einen Prallauflöser vorgesehen, in den der Produktaustritt mündet. Durch diesen Prallauflöser werden schliesslich Agglomerate aufgelöst, die sich trotz aller anderweitigen Vorkehrungen dennoch gebildet haben.Preferably, an impact resolver is provided at the product outlet, into which the product outlet opens. This impact resolver finally dissolves agglomerates that have formed despite all the other precautions.
Die Siebböden aller Kammern können in einer Ebene angeordnet sein. Alternativ kann die Vorrichtung aus entlang des fluidisierten Granulatstroms aneinandergereihten Kammern mit zueinander versetzten Höhen bestehen.The sieve trays of all chambers can be arranged on one level. Alternatively, the device can consist of chambers lined up along the fluidized granulate stream with mutually offset heights.
Vorzugsweise ist die erste Kammer durch eine sie zylindrisch umgebende Wand in ihrem Grundriss definiert, und die restlichen Kammern schliessen sich um die erste Kammer radial nach aussen hin mit zylindrischen Wänden konzentrisch an. Diese Bauweise ist besonders platz- und materialsparend, und die Wärmeverluste sind ebenfalls gering. Alternativ kann die erste Kammer durch ein Paar konzentrischer zylindrischer Wände in ihrem Grundriss definiert sein, wobei sich die restlichen Kammern innerhalb der inneren zylindrischen Wand der ersten Kammer radial nach innen hin mit zylindrischen Wänden konzentrisch anschliessen.The first chamber is preferably defined in its floor plan by a wall which surrounds it cylindrically, and the remaining chambers are concentrically connected radially outward around the first chamber with cylindrical walls. This design is particularly space and material saving, and the heat losses are also low. Alternatively, the first chamber can be defined by a pair of concentric cylindrical walls, the remaining chambers within the inner cylindrical wall of the first chamber adjoining radially inward concentrically with cylindrical walls.
Anstelle des zylindrischen Grundrisses kann die erste Kammer in ihrem Grundriss auch rechteckförmig ausgebildet sein und sich die restlichen Kammern an die erste Kammer nach aussen hin anschliessen. Neben den schon genannten Vorteilen bei der zylindrischen Geometrie kommt bei der Rechteckform noch hinzu, dass sie sich besonders leicht bauen lässt. Alternativ kann auch hier die erste Kammer in ihrem Grundriss rechteckförmig sein, wobei sich die restlichen Kammern innerhalb der ersten Kammer nach innen hin z.B. ineinander verschachtelt mit ebenfalls jeweils rechteckförmigem Grundriss konzentrisch anschliessen.Instead of the cylindrical plan, the plan of the first chamber can also be rectangular and the remaining chambers adjoin the outside of the first chamber. In addition to the advantages already mentioned with the cylindrical geometry, there is also the fact that the rectangular shape is particularly easy to build. Alternatively, the first chamber can also be rectangular in shape here, with the remaining chambers inside the first chamber e.g. connect nested with each other with a rectangular plan concentrically.
Bei allen bisher genannten Ausführungen ist es besonders vorteilhaft, wenn zumindest die restlichen Kammern jeweils derart ausgelegt sind, dass in ihnen das Verhältnis zwischen der Schichthöhe des fluidisierten Granulats und der kleinsten Grundriss- Kammerabmessung im Bereich von 0,5 bis 2 liegt. Dieser bevorzugte Richtwert für das genannte Verhältnis gewährleistet, dass im Innern des fluidisierten Produkts keine übermässige Blasenbildung stattfinden kann. Ist die Schichthöhe des fluidisierten Produkts viel grösser als das 2-fache einer kleinsten Grundriss-Kammerabmessung, so können sich aus vielen kleinen Blasen während des Aufsteigens einige wenige oder gar nur eine grosse Blase bilden, die sich aufgrund des nach oben hin abnehmenden Schweredrucks im fluidisierten Produkt nach oben bewegen und dann beim Erreichen der Wirbelschichtoberf lache Stösse erzeugen und/oder dazu führen, dass die Granulatteilchen herumgeschleudert werden. Ist andererseits der Boden nur dünn mit Produkt bedeckt, ist keine wirtschaftliche Fluidisierung möglich.In all the embodiments mentioned so far, it is particularly advantageous if at least the remaining chambers are each designed in such a way that the ratio between the layer height of the fluidized granules and the smallest floor plan chamber dimension is in the range from 0.5 to 2. This preferred benchmark for that This ratio ensures that no excessive blistering can take place inside the fluidized product. If the layer height of the fluidized product is much greater than twice the smallest floor plan chamber dimension, many small bubbles can form a few or even one large bubble during the ascent, which due to the decreasing gravitational pressure in the fluidized Move the product upwards and then create impacts when reaching the fluidized bed surface and / or cause the granulate particles to be thrown around. On the other hand, if the floor is only thinly covered with product, economical fluidization is not possible.
Vorzugsweise nimmt die am weitesten stromauf angeordnete erste Kammer einen Grossteil des Gesamtvolumens aller Kammern ein, und zwar insbesondere etwa die Hälfte des Gesamtvolumens aller Kammern. Zweckmässigerweise nimmt dabei auch die Siebbodenfläche der ersten Kammer einen Grossteil der gesamten Siebbodenfläche aller Kammern ein, und zwar wiederum etwa die Hälfte der gesamten Siebbodenfläche aller Kammern. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Kristallisation von Polyestem. Dadurch kann in der ersten Kammer in einem ersten Kristallisationsschritt bei einem Grossteil aller Teilchen eine weitgehende Kristallisation erzielt werden. Da in dieser ersten Phase noch vereinzelte Teilchen klebrig sind, ist es besonders wichtig, in der ersten Kammer eine grossvolumige Fluidisierung mit geringerer Teilchendichte als in den an- schliessenden restlichen Kammern zu erzeugen. Dann ist auch die Wahrscheinlichkeit des Aufeinandertreffens zweier klebriger Teilchen und damit eine Agglomeratbildung viel geringer.The most upstream first chamber preferably takes up a large part of the total volume of all chambers, in particular approximately half of the total volume of all chambers. The sieve bottom surface of the first chamber expediently also takes up a large part of the total sieve bottom surface of all the chambers, again about half of the total sieve bottom surface of all chambers. This is particularly advantageous in the crystallization of polyester. As a result, extensive crystallization can be achieved in the first chamber in a first crystallization step for the majority of all particles. Since individual particles are still sticky in this first phase, it is particularly important to generate large-volume fluidization with a lower particle density in the first chamber than in the subsequent remaining chambers. Then the likelihood of two sticky particles hitting each other and thus agglomerate formation is much less.
Zweckmässigerweise ist am stromabseitigen Ende der letzten Kammer der Produktaustritt in einer Wand fensterartig ausgebildet mit einem Schieber versehen, durch den der untere Rand des Fensters verstellt werden kann. Alternativ kann auch am stromabseitigen Ende der letzten Kammer der Produktaustritt als eine Art schwenkbares Wehr ausgebildet sein, dessen Höhe durch Schwenken des Wehres verstellt werden kann.At the downstream end of the last chamber, the product outlet in a wall is expediently designed like a window with a slide, by means of which the lower edge of the window can be adjusted. Alternatively, at the downstream end of the last chamber, the product outlet can be designed as a kind of pivotable weir, the height of which can be adjusted by pivoting the weir.
Um zu verhindern, dass zusammen mit dem im Deckenbereich der Vorrichtung abgezogenen Fluidisierungsgas vereinzelte Granulatteilchen aus der Vorrichtung entweichen, z.B. wenn grössere Blasen die Wirbelschichtoberfläche erreichen, ist über der Wirbelschicht vor dem Abzug ein sogenannter Zickzack-Abscheider angeordnet, der Gas durchlässt und Granulatteilchen aufhält und wieder zurück in das Wirbelbett leitet.In order to prevent that, together with the fluidizing gas drawn off in the ceiling area of the device, individual granulate particles escape from the device, for example if larger bubbles reach the fluidized bed surface, is above the A so-called zigzag separator is arranged in front of the fluidized bed, which allows gas to pass through and holds up granulate particles and directs them back into the fluidized bed.
Erfindungsgemäss wird das Granulat durch die mehreren aneinandergereihten Fluidisierungskammern geführt, die jeweils einen Siebboden aufweisen, durch den in die jeweilige Kammer von unten her ein Fluidisierungsgas (z.B. reiner Stickstoff oder Luft) zum Fluidisieren des Granulats eingeblasen und im Deckenbereich der Vorrichtung abgezogen wird, wobei die absolute Füllhöhe des fluidisierten Granulates in der ersten Kammer mindestens so hoch wie die absolute Füllhöhe der sich stromab anschliessen- den restlichen Kammern ist.According to the invention, the granules are passed through the several fluidizing chambers arranged in a row, each having a sieve plate through which a fluidizing gas (for example pure nitrogen or air) is blown into the respective chamber from below to fluidize the granules and is drawn off in the ceiling area of the device, the absolute filling level of the fluidized granules in the first chamber is at least as high as the absolute filling level of the remaining chambers downstream.
Zweckmässigerweise wird in sämtliche Kammern Fluidisierungsgas mit einer einheitlichen ersten Behandlungstemperatur eingeblasen, wobei das Fluidisierungsgas vorzugsweise auch als Wärmequelle zum Aufheizen des fluidisierten Granulats verwendet wird. Diese einheitliche erste Behandlungstemperatur beträgt im Falle der Kristallisation von PET etwa 180CC. Das noch vorwiegend amorphe Ausgangsprodukt tritt in Form von Pellets mit einer Temperatur von etwa 20°C und bei dieser niedrigen Temperatur nicht klebend in die erste Kammer ein. In der ersten Kammer findet noch keine vollständige Wärmeübertragung auf das PET-Granulat statt, was wiederum vorteilhaft ist, da im amorphen oder nur geringfügig kristallisierten Zustand die Klebeneigung bei Erwärmung noch sehr stark ist. In den anschliessenden Kammern findet jeweils ein weiterer Temperaturanstieg des PET-Granulats statt, da in diesen Kammern die Ausgangstemperatur schon jeweils höher als in der vorhergehenden Kammer ist und in jede Kammer Gas derselben Behandlungstemperatur eingeblasen wird. Somit lässt sich ein optimaler Kristallisationsprozess für PET einstellen, bei dem von Kammer zu Kammer die Temperatur des PET-Granulats in Richtung zur optimalen Kristallisationstemperatur zunimmt, während gleichzeitig der Kristallisationsgrad des PET von Kammer zu Kammer erhöht und damit die Klebeneigung selbst bei zunehmender Temperatur gering gehalten wird.Expediently, fluidization gas is blown into all chambers with a uniform first treatment temperature, the fluidization gas preferably also being used as a heat source for heating the fluidized granulate. This uniform first treatment temperature is in the case of crystallization of PET about 180 C C. The still predominantly amorphous starting material occurs in the form of pellets with a temperature of about 20 ° C and at this low temperature non-adhesive in the first chamber. In the first chamber there is still no complete heat transfer to the PET granulate, which in turn is advantageous since the tendency to stick when heated is still very strong in the amorphous or only slightly crystallized state. A further rise in the temperature of the PET granules takes place in the adjoining chambers, since in these chambers the initial temperature is already higher than in the previous chamber and gas of the same treatment temperature is blown into each chamber. This means that an optimal crystallization process for PET can be set, in which the temperature of the PET granulate increases from chamber to chamber in the direction of the optimal crystallization temperature, while at the same time the degree of crystallization of the PET increases from chamber to chamber, thus keeping the tendency to stick even at increasing temperatures becomes.
Bei Bedarf kann das Fluidisierungsgas zumindest teilweise ein mit dem fluidisierten Granulat reagierendes Gas enthalten. Dies kann z.B. bei der Trocknung von Lebensmitteln ein desinfizierendes oder aromatisierendes Gas sein. Zweckmässigerweise wird in mindestens eine der restlichen Kammern ein Fluidisierungsgas mit einer zweiten Behandlungstemperatur eingeblasen, das vorzugsweise als Wärmesenke zum Kühlen des fluidisierten Granulats verwendet wird.If necessary, the fluidizing gas can at least partially contain a gas reacting with the fluidized granulate. This can be a disinfectant or flavoring gas, for example when drying food. A fluidizing gas with a second treatment temperature is expediently blown into at least one of the remaining chambers and is preferably used as a heat sink for cooling the fluidized granules.
Vorzugsweise wird in sämtliche Kammern Fluidisierungsgas mit gleichem Überdruck und gleicher Gasgeschwindigkeit eingeblasen. Bei Bedarf kann jedoch in die erste Kammer Fluidisierungsgas mit höherem Druck und/oder höherer Gasgeschwindigkeit als in die restlichen Kammern eingeblasen werden. Die höhere Gasgeschwindigkeit führt zu einer stärkeren Fluidisierung, d.h. Ausdehnung der Wirbelschicht, während der höhere Gasdruck die Zufuhr von mehr Wärme über das Fluidisierungsgas ermöglicht.Fluidizing gas is preferably blown into all chambers with the same excess pressure and the same gas velocity. If necessary, however, fluidizing gas can be blown into the first chamber at a higher pressure and / or higher gas velocity than in the remaining chambers. The higher gas velocity leads to greater fluidization, i.e. Expansion of the fluidized bed, while the higher gas pressure enables more heat to be supplied via the fluidizing gas.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, wobei:Further advantages, features and possible applications result from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawing, in which:
Fig. 1 eine Schnittansicht entlang einer vertikalen Ebene eines erstenFig. 1 is a sectional view along a vertical plane of a first
Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;Embodiment of the invention is;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang einer vertikalen Ebene eines zweitenFig. 2 is a sectional view along a vertical plane of a second
Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;Embodiment of the invention is;
Fig. 3a und 3b eine Schnittansicht entlang einer vertikalen Ebene bzw. eine3a and 3b are a sectional view along a vertical plane and a
Schnittansicht entlang einer horizontalen Ebene eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist;Fig. 4 is a sectional view along a horizontal plane of a third embodiment of the invention;
Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Abhängigkeit des Verweilzeitspektrums von Granulatteilchen in der erfindungsgemassen Vorrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Kammern der Vorrichtung zeigt;4 is a diagram showing the dependence of the residence time spectrum of granulate particles in the device according to the invention as a function of the number of chambers of the device;
Fig. 5a und Fig. 5b eine einstufige Wirbelschicht bzw. eine 5-stufige Wirbelschicht schematisch zeigen; Fig. 5c den örtlichen Temperaturverlauf des Produktes der Wirbelschicht von Fig. 5a bzw. der Wirbelschicht von Fig. 5b zeigt;5a and 5b schematically show a one-stage fluidized bed and a 5-stage fluidized bed, respectively; 5c shows the local temperature profile of the product of the fluidized bed from FIG. 5a or the fluidized bed from FIG. 5b;
Fig. 6a eine erste besondere Ausführung der Produktdurchtritte zwischen den Kammern zeigt; und6a shows a first special embodiment of the product passages between the chambers; and
Fig. 6b eine zweite besondere Ausführung der Produktdurchtritte zwischen den Kammern in vergrösserter Darstellung zeigt.6b shows a second special embodiment of the product passages between the chambers in an enlarged view.
Fig.1 zeigt schematisch eine Vertikal-Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemassen Vorrichtung 1. Die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 bildet einen Mehrkasten-Kristallisator mit einem Gehäuse 13, in dessen Innern mehrere Kammern 2, 3, 4, 5 und 6 voneinander durch Trennwände 14, 15, 16 bzw. 17 getrennt sind. Der Boden der Kammern wird durch einen Siebboden 11 gebildet, durch den von unten her ein Fluidisierungsgas eingeblasen werden kann. Nach oben werden die Kammern durch einen Zickzack-Abscheider 12 begrenzt, der die Kammerdecke bildet. Die vordere und die hintere Begrenzung der Kammern 2, 3, 4, 5 und 6 verlaufen parallel oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebene und sind daher in der Schnittansicht nicht gezeigt.1 schematically shows a vertical sectional view of a first exemplary embodiment of the device 1 according to the invention. The device 1 according to the invention forms a multi-box crystallizer with a housing 13, in the interior of which several chambers 2, 3, 4, 5 and 6 are separated from one another by partition walls 14, 15, 16 and 17 are separated. The bottom of the chambers is formed by a sieve bottom 11 through which a fluidizing gas can be blown in from below. The chambers are delimited at the top by a zigzag separator 12, which forms the chamber ceiling. The front and rear boundaries of the chambers 2, 3, 4, 5 and 6 run parallel above and below the plane of the drawing and are therefore not shown in the sectional view.
Das zu fluidisierende und thermisch zu behandelnde Produkt, bei dem es sich insbesondere um Polyethylenterephthalat (PET) handelt, wird über einen Produkteintritt 7 von oben her in die Vorrichtung 1 eingeleitet und verlässt die Vorrichtung 1 über einen Produktaustritt 8. Fluidisierungsgas wird über einen Gaseintritt 9 unterhalb des Siebbodens 11 in die Vorrichtung 1 eingeblasen und wird, nachdem sie durch den Zickzack- Abscheider 12 hindurchgetreten ist, über einen Gasaustritt 10 im Deckenbereich der Vorrichtung 1 abgezogen. Das in die Vorrichtung 1 eintretende Granulat gelangt zunächst in die erste Kammer 2, die einen Grossteil des gesamten Kammervolumens einnimmt, und wird durch das über den Siebboden 11 eintretende Fluidisierungsgas fluidi- siert, wodurch eine Wirbelschicht 23 aus Granulat und Fluidisierungsgas entsteht. Die Wirbelschicht verhält sich wie ein Fluid, das heisst innerhalb der Wirbelschicht bildet sich ein Schweredruck aus, und die Wirbelschicht fliesst über die Produktdurchtritte 18, 19, 20 und 21 zwischen einem untern Endbereich der Trennwände 14, 15, 16 bzw. 17 und dem Siebboden 11 von der ersten Kammer 2 in die sich anschliessenden Kammern 3, 4, 5 bzw. 6. Am Ende der letzen Kammer 6 befindet sich in der Endwand ein Fenster 22 in einer gewissen Höhe über dem Siebboden 11 und definiert über diese Höhe die Höhe sämtlicher Wirbelschichten 23 in allen Kammern 2, 3, 4, 5 und 6. Die Wirbelschicht 23 ist in Fig.1 schematisch dargestellt.The product to be fluidized and thermally treated, which is in particular polyethylene terephthalate (PET), is introduced into the device 1 from above via a product inlet 7 and leaves the device 1 via a product outlet 8. Fluidizing gas is introduced via a gas inlet 9 blown into the device 1 below the sieve tray 11 and, after it has passed through the zigzag separator 12, is drawn off via a gas outlet 10 in the ceiling area of the device 1. The granulate entering the device 1 first reaches the first chamber 2, which takes up a large part of the total chamber volume, and is fluidized by the fluidizing gas entering via the sieve tray 11, whereby a fluidized bed 23 of granules and fluidizing gas is formed. The fluidized bed behaves like a fluid, i.e. a gravitational pressure forms within the fluidized bed, and the fluidized bed flows through the product passages 18, 19, 20 and 21 between a lower end region of the partition walls 14, 15, 16 and 17 respectively and the sieve plate 11 from the first chamber 2 into the adjoining chambers 3, 4, 5 and 6. At the end of the last chamber 6 there is a window 22 in the end wall at a certain height above the sieve plate 11 and defines this height the height of all fluidized beds 23 in all chambers 2, 3, 4, 5 and 6. The fluidized bed 23 is shown schematically in FIG.
Innerhalb der Wirbelschicht 23 können sich Blasen ausbilden, die innerhalb der Wirbelschicht nach oben steigen und sich zu grösseren Blasen 24 vereinigen können die, sobald sie an die Wirbelschichtoberfläche 26 gelangen, aufplatzen und das Granulat innerhalb der Kammer umherschleudern können. Dies ist im Bereich der Bezugsziffer 25 schematisch dargestellt.Bubbles can form within the fluidized bed 23, which rise upward within the fluidized bed and can combine to form larger bubbles 24, which burst as soon as they reach the fluidized bed surface 26 and can hurl the granules around within the chamber. This is shown schematically in the area of reference number 25.
Fig. 2 zeigt eine Vertikal-Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemassen Vorrichtung 1. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass bei ihm in den aufeinanderfolgenden Trennwänden 14, 15, 16 und 17 zwischen den Kammern 2, 3, 4, 5 und 6 die Produktdurchtritte 28, 29, 30 bzw. 31 abwechselnd auf einer bestimmten Höhe oberhalb des Siebbodens 11 in den Trennwänden 14 und 15 und unmittelbar am Siebboden 11 in den Trennwänden 15 und 17 angeordnet sind. Dadurch werden die Granulatteilchen auf ihrem Weg durch die Kammern 2, 3, 4, 5 und 6 auf einem abwechseln oben und unten verlaufenden Weg ähnlich wie bei einer Achterbahn transportiert. Dies hat den Vorteil, dass in jeder Kammer der stromaufseitige Produktdurchtritt und der stromabseitige Produktdurchtritt weitestmöglich voneinander entfernt sind. Dadurch werden sämtliche Granulatteilchen über einen möglichst langen Weg durch jede der Kammern 3, 4, 5 und 6 gezwungen, wodurch zumindest erreicht wird, dass möglichst wenige Granulatteilchen eine kurze Verweilzeit besitzen.2 shows a vertical sectional view of a second exemplary embodiment of the device 1 according to the invention. The second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that in the successive partition walls 14, 15, 16 and 17 between the chambers 2, 3, 4, 5 and 6, the product passages 28, 29, 30 and 31 are arranged alternately at a certain height above the sieve plate 11 in the partitions 14 and 15 and directly on the sieve plate 11 in the partitions 15 and 17. As a result, the granulate particles are transported on their way through the chambers 2, 3, 4, 5 and 6 in an alternating way running up and down, similar to a roller coaster. This has the advantage that the upstream product passage and the downstream product passage are as far apart as possible in each chamber. As a result, all of the granulate particles are forced as long as possible through each of the chambers 3, 4, 5 and 6, which at least ensures that as few granule particles as possible have a short residence time.
Dies ist insbesondere bei der Kristallisation von Polyestem vorteilhaft, da deren Klebrigkeit nach einer Mindestverweilzeit in einem Kristallisator weitgehend überwunden wird, während zu lange Verweilzeiten keine Beeinträchtigungen der Produktqualität bewirken. Durch die kaskadenartige Anordnung der Produktdurchtritte 28 und 30 wird das Volumen der Wirbelschichten von der ersten Kammer 2 über die zweite und dritte Kammer 3, 4 zu der vierten und fünften Kammer 5, 6 immer kleiner. Sämtliche in Fig. 1 und Fig. 2 identische Bezugszeichen beziehen sich auf die gleichen bzw. entsprechenden Elemente der Vorrichtung 1.This is particularly advantageous in the crystallization of polyesters, since their stickiness is largely overcome after a minimum residence time in a crystallizer, while excessively long residence times do not impair the product quality. Due to the cascade-like arrangement of the product passages 28 and 30, the volume of the fluidized beds from the first chamber 2 via the second and third chamber 3, 4 to the fourth and fifth chamber 5, 6 is getting smaller and smaller. All in Fig. 1 and Fig. 2 identical reference numerals refer to the same or corresponding elements of the device 1.
Fig. 3a zeigt eine Vertikal-Schnittansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemassen Vorrichtung 1, während Fig. 3b eine Horizontal-Schnittansicht dieses dritten Ausführungsbeispiels zeigt. Wie man in Fig.3b am besten sieht, besteht die Vorrichtung 1 aus einer zentral angeordneten zylindrischen Kammer 2, die wiederum einen Grossteil des gesamten Kammervolumens der Vorrichtung 1 einnimmt, sowie aus peri- pheren Kammern 3, 4, 5 und 6, die sich radial an die zentrale Kammer 2 anschliessen und diese entlang ihres gesamten Umfangs umgeben. Die zentrale Kammer 2 ist durch eine Trennwand 14 von den sie radial umgebenden Kammern 3, 4, 5 und 6 getrennt, die wiederum durch die Gehäusewand 13 nach aussen begrenzt sind. Zwischen den Kammern 3, 4, 5 und 6 befindet sich jeweils eine Trennwand 15, 16 bzw. 17, so dass wiederum vier gleich grosse Kammern 3, 4, 5 und 6 gebildet werden. In einer bestimmten Höhe über dem Siebboden (Fig. 3a) befindet sich ein Produktdurchtritt 18, der die Verbindung zwischen der ersten Kammer 2 und der zweiten Kammer 3 bildet. Die Produktdurchtritte zwischen den Kammern 3, 4, 5 und 6 sind nicht dargestellt. Sie entsprechen jedoch den Produktdurchtritten 18, 19, 20 und 21 der Fig. 1 bzw. den Produktdurchtritten 28, 29, 30 und 31 der Fig. 2.3a shows a vertical sectional view of a third exemplary embodiment of the device 1 according to the invention, while FIG. 3b shows a horizontal sectional view of this third exemplary embodiment. As can best be seen in FIG. 3b, the device 1 consists of a centrally arranged cylindrical chamber 2, which in turn takes up a large part of the entire chamber volume of the device 1, and of peripheral chambers 3, 4, 5 and 6, which are separate connect radially to the central chamber 2 and surround it along its entire circumference. The central chamber 2 is separated by a partition 14 from the radially surrounding chambers 3, 4, 5 and 6, which in turn are limited to the outside by the housing wall 13. Between the chambers 3, 4, 5 and 6 there is a partition 15, 16 and 17, respectively, so that again four equal chambers 3, 4, 5 and 6 are formed. At a certain height above the sieve bottom (FIG. 3a) there is a product passage 18 which forms the connection between the first chamber 2 and the second chamber 3. The product passages between the chambers 3, 4, 5 and 6 are not shown. However, they correspond to the product passages 18, 19, 20 and 21 of FIG. 1 and the product passages 28, 29, 30 and 31 of FIG. 2.
Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 und in Fig. 3b kann das Fenster 22 in seiner Höhe und/oder Querschnittsabmessung verstellbar sein. Durch die Verstellbarkeit der Höhe wird die Höhe der Wirbelschicht 23 bestimmt, während durch die Verstellbarkeit der Querschnittsabmessung der Durchsatz durch die Vorrichtung 1 eingestellt werden kann. Sowohl in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 mit rechteckförmiger Geometrie als auch in dem Ausführungsbeispiel 3 mit zylindrischer Geometrie können die Produktdurchtritte jeweils nur am Boden angeordnet sein (vergl. Produktdurchtritte 18, 19, 20 und 21 in Fig.1), oder sie können abwechselnd oben und unten angeordnet sein, wodurch eine Achterbahn-Anordnung entsteht (vergl. Produktdurchtritte 28, 29, 30 und 31 in Fig.2), oder sie können abwechselnd am linken oder rechten Endbereich der aufeinanderfolgenden Trennwände 14, 15, 16 und 17 im Bereich der Seitenwand angeordnet sein, so dass eine Slalom-Anordnung (nicht gezeigt) entsteht. In den oben beschriebenen Figuren 1 , 2 sowie 3a und 3b wurden drei verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemassen Vorrichtung 1 beschrieben. In allen drei Fällen handelt es sich um jeweils unterschiedliche Konstruktionsvarianten einer 5- stufigen Wirbelschicht 23. Sie unterscheiden sich in der Anordnung der Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und der Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 sowie der Produktöffnungen 22. Die 5-stufige Wirbelschicht 23 besteht jeweils aus einer grossen Kammer 2, der (Haupt-)Kristallisationskammer, und vier nachfolgenden kleineren Kammern 3, 4, 5, 6 gleicher Grosse, welche für die Homogenisierung des Produktes zuständig sind. Die Kammern 3, 4, 5, 6 sind entweder aneinandergereiht oder konzentrisch um die grössere Kammer 2 angeordnet. Die Wirbelschichtapparate 1 werden durch eine einzige Gaszufuhr gespeist. Das Gas verteilt sich aufgrund des Druckabfalls über dem Siebboden 11 und der Wirbelschicht 23 auf die einzelnen Kammern 2, 3, 4, 5, 6 auf. Die Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 sind unten, oben oder abwechselnd unten/oben angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 stellt sich aufgrund der unten liegenden Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21 eine Wirbelschicht 23 einheitlicher Höhe in den Kammern 2, 3, 4, 5, 6 ein. Diese lässt sich durch die Höhe der Produktaustrittfensters 22 in der letzten Kammer 6 regulieren. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 ist die Schichthöhe der Wirbelschicht 23 jeweils in der Kammer 2, den Kammern 3 und 4 sowie den Kammern 5 und 6 aufgrund der abwechselnd unten und oben liegenden Produktdurchtritte 28, 29, 30, 31 unabhängig voneinander einstellbar, indem die Höhenposition der oben liegenden Produktdurchtritte 28, 30 eingestellt wird.The height and / or cross-sectional dimension of the window 22 can be adjustable both in FIG. 1 and in FIG. 2 and in FIG. 3b. The height of the fluidized bed 23 is determined by the adjustability of the height, while the throughput through the device 1 can be adjusted by the adjustability of the cross-sectional dimension. Both in the exemplary embodiments 1 and 2 with a rectangular geometry and in the exemplary embodiment 3 with a cylindrical geometry, the product passages can only be arranged on the floor (see product passages 18, 19, 20 and 21 in FIG. 1), or they can alternate at the top and be arranged below, which creates a roller coaster arrangement (see product passages 28, 29, 30 and 31 in Fig. 2), or they can alternately on the left or right end area of the successive partitions 14, 15, 16 and 17 in the area of Sidewall may be arranged so that a slalom arrangement (not shown) is formed. Three different exemplary embodiments of the device 1 according to the invention have been described in FIGS. 1, 2 and 3a and 3b described above. In all three cases, there are different construction variants of a 5-stage fluidized bed 23. They differ in the arrangement of the chambers 2, 3, 4, 5, 6 and the product passages 18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31 and the product openings 22. The 5-stage fluidized bed 23 each consists of a large chamber 2, the (main) crystallization chamber, and four subsequent smaller chambers 3, 4, 5, 6 of the same size, which for are responsible for the homogenization of the product. The chambers 3, 4, 5, 6 are either strung together or arranged concentrically around the larger chamber 2. The fluidized bed apparatuses 1 are fed by a single gas supply. Due to the pressure drop across the sieve plate 11 and the fluidized bed 23, the gas is distributed over the individual chambers 2, 3, 4, 5, 6. The product passages 18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31 are arranged below, above or alternately below / above. In the exemplary embodiment of FIG. 1, a fluidized bed 23 of uniform height is established in the chambers 2, 3, 4, 5, 6 due to the product passages 18, 19, 20, 21 located below. This can be regulated by the height of the product outlet window 22 in the last chamber 6. In the embodiment of FIG. 2, the layer height of the fluidized bed 23 in the chamber 2, the chambers 3 and 4 and the chambers 5 and 6 can be adjusted independently of one another due to the product passages 28, 29, 30, 31 alternating at the top and bottom by the height position of the overhead product passages 28, 30 is set.
In Fig. 4 ist das dimensionslose Verweilzeitspektrum n hintereinander geschalteter ideal durchmischter fluidisierter Kammern bzw. Rührkessel (Rührkesselkaskade) abgebildet. Als Grundlage für die Berechnung wurde angenommen, dass die mittlere Verweilzeit des Produktes in den einzelnen Wirbelkammern bzw. Rührkesseln gleich gross ist. Man erkennt, dass mit zunehmender Anzahl Wirbelkammern bzw. Rührkessel das Verweilzeitspektrum enger und somit das thermisch behandelte Produkt am Austritt des Apparates homogener wird. Bei unendlich vielen Wirbelkammern bzw. Rührkesseln erhält man eine reine Pfropfenströmung. Dann sind alle Teilchen den in den einzelnen Kammern bzw. Kesseln stattfindenden Wirkungen gleich lange ausgesetzt, und man erhält ein Erzeugnis sehr einheitlicher Qualität. In der Praxis genügt es oft, den Apparat in wenige Kammern zu unterteilen, um eine verbesserte und genügend hohe Qualität des Produktes zu erreichen.4 shows the dimensionless residence time spectrum n of ideally mixed fluidized chambers or stirred tanks connected in series (stirred tank cascade). As a basis for the calculation, it was assumed that the mean dwell time of the product in the individual vortex chambers or stirred tanks is the same. It can be seen that with an increasing number of vortex chambers or stirred tanks, the residence time spectrum becomes narrower and thus the thermally treated product becomes more homogeneous at the outlet of the apparatus. With an infinite number of vortex chambers or stirred tanks, a pure plug flow is obtained. Then all particles are exposed to the effects that take place in the individual chambers or boilers for the same length of time, and a product of very uniform quality is obtained. In practice, it is often sufficient to put the device in to divide a few chambers in order to achieve an improved and sufficiently high quality of the product.
Fig. 5a und 5b zeigen schematisch eine einstufige bzw. eine 5-stufige Wirbelschicht. Fig. 5c zeigt als Ergebnis eines Berechnungsbeispiels den örtlichen Verlauf der Produkttemperatur sowohl dieser einstufigen als auch dieser 5-stufigen Wirbelschicht. In dem Beispiel wurde der örtliche Produkttemperaturverlauf (Temperaturverteilung) der 5- stufigen Wirbelschicht mit dem örtlichen Produkttempefaturverlauf (Temperaturverteilung) der einstufigen Wirbelschicht verglichen. Der Produktdurchsatz und die Betriebsparameter repräsentieren die heutzutage gebauten Industrieanlagen. Es muss an dieser Stelle vermerkt werden, dass die freiwerdende Kristallisationswärme in der Wärmebilanz der ersten Kammer berücksichtigt wurde (hier findet auch ein Grossteil der exothermen Kristallisationsreaktion statt). Man erkennt, dass durch die Einteilung der Wirbelschicht in mehrere Stufen/Kammern die Effizienz des Wärmeaustausches zwischen Gas und Granulat deutlich verbessert werden konnte, und dies bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität und Homogenität des Endproduktes. Die thermische Effizienz (als Verhältnis [Produkttemperatur am Produktaustritt - Produkttemperatur am Produkteintritt] / [Behandlungsgastemperatur am Gaseintritt - Produkttemperatur am Produkteintritt] definiert und gemessen) konnte für dieses Beispiel um rund 7.5% gesteigert werden. Durch die höhere Produkttemperatur nach der Kristallisation kann in einem in der Regel nachfolgenden Prozessschritt zur Festphasen-Nachkondensation (SSP) an der dort nötigen Apparatgrösse eingespart werden.5a and 5b schematically show a one-stage and a 5-stage fluidized bed. 5c shows as a result of a calculation example the local course of the product temperature of both this single-stage and this 5-stage fluidized bed. In the example, the local product temperature profile (temperature distribution) of the 5-stage fluidized bed was compared with the local product temperature profile (temperature distribution) of the single-stage fluidized bed. The product throughput and the operating parameters represent the industrial plants built today. It must be noted at this point that the heat of crystallization released was taken into account in the heat balance of the first chamber (a large part of the exothermic crystallization reaction also takes place here). It can be seen that by dividing the fluidized bed into several stages / chambers, the efficiency of the heat exchange between gas and granules could be significantly improved, while improving the quality and homogeneity of the end product. The thermal efficiency (defined and measured as the ratio [product temperature at the product outlet - product temperature at the product inlet] / [treatment gas temperature at the gas inlet - product temperature at the product inlet]) was increased by around 7.5% for this example. Due to the higher product temperature after crystallization, a subsequent process step for solid-phase post-condensation (SSP) can be saved on the apparatus size required there.
Fazit: Die mehrstufige Wirbelschicht der vorliegenden Erfindung zeichnet sich sowohl durch ein verbessertes, d.h. engeres Verweilzeitspektrum des Produktes in dieser mehrstufigen Wirbelschicht als auch durch eine verbesserte, d.h. gesteigerte thermische Effizienz der thermischen Behandlung des Produktes aus.Conclusion: The multi-stage fluidized bed of the present invention is characterized both by an improved, i.e. narrower residence time spectrum of the product in this multi-stage fluidized bed as well as an improved, i.e. increased thermal efficiency of the thermal treatment of the product.
Fig. 6a und 6b zeigen eine besonders vorteilhafte erste Ausführung der Produktdurchtritte zwischen den Kammern der erfindungsgemassen Vorrichtung.6a and 6b show a particularly advantageous first embodiment of the product passages between the chambers of the device according to the invention.
Fig. 6a entspricht einem Ausschnitt von Fig. 1 , der die Trennwände 14, 15, 16 und 17 in ihrem unteren Bereich in der Nähe des Siebbodens 11 zeigt. Der Siebboden 11 weist Löcher 11a auf, die durch Ausstanzen von Material und Entfernen von Material gebildet wurden. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist jedoch bei dieser Ausführung das jeweils untere Ende der Trennwände 14, 15, 16 und 17 mit einem Leitblech 33, 34, 35 bzw. 36 versehen, das sich beiderseits der jeweiligen Trennwand und senkrecht zu ihr in die Kammern beiderseits der jeweiligen Trennwand erstreckt. Durch die Leitbleche 33, 34, 35, 36 wird eine Rückvermischung, d.h. eine Zurückwandern von Graπulatteilchen gegen den Granulatstrom erschwert. Eine Rückvermischung verringert die thermische Effizienz und führt zu einer Verbreiterung des Verweilzeitspektrums auf der Seite der längeren Verweilzeiten. Durch die so gebildeten tunnelartigen Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21 ist es unwahrscheinlich, dass ein Granulatteilchen entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des fluidisierten Granulats aus einer Kammer zurück in eine zu dieser Kammer stromauf liegenden Kammer wandert, da es zwischen dem Siebboden 11 und dem jeweiligen Leitblech 33, 34, 35, 36 aller Wahrscheinlichkeit nach hin und her reflektiert wird und sich in diesem Tunnel eine Zeit lang aufhalten muss, so dass es letztendlich mit grosser Wahrscheinlichkeit durch Stösse von den in der Strömungsrichtung des Granulats driftenden Granulatteilchen mitgenommen wird.FIG. 6a corresponds to a detail from FIG. 1, which shows the partition walls 14, 15, 16 and 17 in their lower region in the vicinity of the sieve plate 11. The sieve bottom 11 has Holes 11a formed by punching out material and removing material. In contrast to Fig. 1, however, the lower end of the partitions 14, 15, 16 and 17 is provided with a guide plate 33, 34, 35 and 36 in this embodiment, which is on both sides of the respective partition and perpendicular to it into the chambers extends on both sides of the respective partition. By the guide plates 33, 34, 35, 36 a back mixing, ie a backward movement of granulate particles against the granulate flow is made more difficult. Backmixing reduces the thermal efficiency and leads to a broadening of the residence time spectrum on the side of the longer residence times. As a result of the tunnel-like product passages 18, 19, 20, 21 thus formed, it is unlikely that a granulate particle will move from a chamber back to a chamber upstream from this chamber in the opposite direction to the flow of the fluidized granulate, since it will travel between the sieve plate 11 and the respective guide plate 33, 34, 35, 36 is in all likelihood reflected back and forth and has to be in this tunnel for a while, so that ultimately it is most likely to be carried along by the granulate particles drifting in the direction of flow of the granulate.
Fig. 6b zeigt eine gegenüber der ersten Ausführung von Fig. 6a verbesserte zweite Ausführung der Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21. Der Ausschnitt von Fig. 6b entspricht dem in Fig. 6a eingekreisten Ausschnitt der ersten Ausführung der Produktdurchtritte mit dem Unterschied, dass hier im Bereich des Tunnels gegenüber von dem jeweiligen Leitblech 33, 34, 35, 36 der Siebboden 11 Löcher 11b aufweist, die durch nur teilweises Ausstanzen von Material und Umbiegen dieses teilweise ausgestanzten Materials gebildet wurden. Durch diese Löcher 11b wird der eingeblasenen Luft neben ihrer vertikalen Fluidisierungskomponente senkrecht zur Strömungsrichtung des Granulats eine Bewegungskomponente parallel zu und gleichgerichtet mit der Strömungsrichtung des Granulats aufgeprägt. Dadurch wird eine Rückvermischung noch unwahrscheinlicher als bei der Ausführung von Fig. 6a.FIG. 6b shows a second embodiment of the product passages 18, 19, 20, 21 which is improved compared to the first embodiment of FIG. 6a. The section of FIG. 6b corresponds to the section of the first embodiment of the product passages circled in FIG. 6a with the difference that here in the area of the tunnel opposite the respective guide plate 33, 34, 35, 36, the sieve plate 11 has holes 11b, which were formed by only partially punching out material and bending this partially punched out material. Through these holes 11b, in addition to their vertical fluidization component perpendicular to the direction of flow of the granulate, a movement component parallel to and in the same direction as the direction of flow of the granulate is impressed on the blown-in air. This makes backmixing even less likely than in the embodiment of FIG. 6a.
Fazit: Somit tragen die beiden Ausführungen der Produktdurchtritte 18, 19, 20, 21 der Fig. 6a und 6b zu einer weiteren Verbesserung der thermischen Effizienz und Verengung des Verweilzeitspektrums der erfindungsgemassen Vorrichtung 1 bei. BezugszeichenlisteConclusion: Thus, the two designs of the product passages 18, 19, 20, 21 of FIGS. 6a and 6b contribute to a further improvement in the thermal efficiency and narrowing of the residence time spectrum of the device 1 according to the invention. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Vorrichtungcontraption
Kammerchamber
Kammerchamber
Kammerchamber
Kammerchamber
Kammerchamber
Produkteintrittproduct entry
Produktaustrittproduct outlet
Gaseintrittgas inlet
Gasaustrittgas outlet
Siebboden a ausgestanzte Löcher mit entferntem Material b teilausgestanzte Löcher mit umgebogenem MaterialSieve plate a punched holes with removed material b partially punched holes with bent material
Zickzack-AbscheiderZigzag separator
Gehäusecasing
Trennwandpartition wall
Trennwandpartition wall
Trennwandpartition wall
Trennwandpartition wall
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
Wirbelschichtfluidized bed
Blase platzende BlaseBubble bursting bubble
Wirbelschichtoberfläche 44Fluidized bed surface 44
1818
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
ProduktdurchtrittProduct passage
Leitblechbaffle
Leitblechbaffle
Leitblechbaffle
Leitblech baffle

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (1 ) zum kontinuierlichen thermischen Behandein von körnigen Schüttgütern (Granulat), insbesondere zum Kristallisieren von Polymergranulat, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), mit einem Produkteintritt (7), der in eine erste am weitesten stromauf gelegene Kammer (2) mündet, und einem Produktaustritt (8), der sich an eine am weitesten stromab gelegene Kammer (6) anschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) mehrere anei- nandergrenzende Fluidisierungskammern (2, 3, 4, 5, 6) mit jeweils einem Siebboden (11 ) aufweist, durch den in die jeweilige Kammer (2, 3, 4, 5, 6) von unten her über einen Gaseintritt (9) ein Fluidisierungsgas zum Fluidisieren des Granulats einblasbar ist, das über einen Gasaustritt (10) im Deckenbereich der Vorrichtung (1 ) entweichen kann, wobei die erste Kammer (2) einen Grossteil des Gesamtvolumens aller Kammern (2, 3, 4, 5, 6) einnimmt, und dass benachbarte Kammern jeweils über Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 ) in den zwischen ihnen angeordneten Trennwänden (14, 15, 16, 17) eine Fluidverbin- dung aufweisen.1. Device (1) for the continuous thermal treatment of granular bulk goods (granules), in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), having a product inlet (7) which opens into a first most upstream chamber (2) and a product outlet (8) which adjoins a most downstream chamber (6), characterized in that that the device (1) has a plurality of adjoining fluidization chambers (2, 3, 4, 5, 6), each with a sieve plate (11), through which the respective chamber (2, 3, 4, 5, 6) comes from below A fluidizing gas for fluidizing the granules can be blown in via a gas inlet (9) and can escape via a gas outlet (10) in the ceiling area of the device (1), the first chamber (2) making up a large part of the total volume of all chambers (2, 3 , 4, 5, 6), and that adjacent chambers each have a fluid connection via product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) in the partition walls (14, 15, 16, 17) arranged between them - have dung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ) zwischen benachbarten Kammern bodenseitig zwischen dem Siebboden (11 ) und einem unteren Endbereich der Trennwand (14, 15, 16, 17) zwischen den benachbarten Kammern (2, 3, 4, 5, 6) angeordnet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that product passages (18, 19, 20, 21) between adjacent chambers on the bottom side between the sieve bottom (11) and a lower end region of the partition (14, 15, 16, 17) between the adjacent chambers (2, 3, 4, 5, 6) are arranged.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Produktdurchtritte zwischen benachbarten Kammern wandseitig zwischen einer Seitenwand und einem seitlichen Endbereich der Trennwand (14, 15, 16, 17) zwischen den benachbarten Kammern (2, 3, 4, 5, 6) angeordnet sind. 3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that product passages between adjacent chambers on the wall side between a side wall and a lateral end region of the partition (14, 15, 16, 17) between the adjacent chambers (2, 3, 4, 5, 6 ) are arranged.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Produktdurchtritte (28, 30) in der Trennwand (14, 16) in etwa auf der Höhe des oberen Wirbelschichtendes angeordnet sind.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that product passages (28, 30) in the partition (14, 16) are arranged approximately at the level of the upper end of the fluidized bed.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 ) über die gesamte Breite bzw. über die gesamte Höhe der Vorrichtung (1) von einer Seitenwand zur anderen Seitenwand bzw. vom Siebboden (11 ) bis zum oberen Wirbelschichtende (26) erstrecken.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) over the entire width or over the entire height of the device (1) extend from one side wall to the other side wall or from the sieve bottom (11) to the upper end of the fluidized bed (26).
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31 ) schlitzartig ausgebildet sind.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) are slit-like.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die schlitzartigen Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31) jeweils entlang der gesamten Breite bzw. entlang der gesamten Höhe einer Trennwand (14, 15, 16, 17) erstrecken.7. The device according to claim 6, characterized in that the slit-like product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) each along the entire width or along the entire height of a partition (14, 15, 16, 17) extend.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an entlang der Produktförderrichtung aufeinanderfolgenden Trennwänden (14, 15, 16, 17) die Produktdurchtritte (28, 29, 30, 31 ) abwechselnd am Siebboden (11) und auf der Höhe des oberen Wirbelschichtendes (26) angeordnet sind.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the product passages (28, 29, 30, 31) alternately on the sieve plate (11) and at the height of the on the product conveying direction along the partition walls (14, 15, 16, 17) upper fluidized bed end (26) are arranged.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an entlang der Produktförderrichtung aufeinanderfolgenden Trennwänden (14, 15, 16, 17) die Produktdurchtritte abwechselnd am linken wandseitigen Ende und am rechten wandseitigen Ende der Trennwand angeordnet sind.9. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the product passages are arranged alternately on the left wall-side end and on the right wall-side end of the partition on successive along the product conveying direction partition walls (14, 15, 16, 17).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Produktdurchtritte (28, 30) verstellbar ist. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the position of the product passages (28, 30) is adjustable.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 ) verstellbar ist.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional extent of the product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) is adjustable.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Mindestabmessung, insbesondere die Schlitzbreite der Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 ) im Bereich zwischen einer Granulat-Mindestabmessung und etwa 20 cm liegt.12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that a minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) in the range between a minimum granule dimension and is about 20 cm.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mindestabmessung, insbesondere die Schlitzbreite der Querschnittsausdehnung der Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21 ; 28, 29, 30, 31 ) im Bereich zwischen dem 2- fachen einer Granulat-Mindestabmessung und etwa dem 10-fachen der Granulat-Mindestabmessung liegt.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the minimum dimension, in particular the slot width of the cross-sectional dimension of the product passages (18, 19, 20, 21; 28, 29, 30, 31) in the range between 2 times a minimum granule dimension and is about 10 times the minimum granule size.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bodenseitig oder die in etwa auf der Höhe des oberen Wirbelschichtendes (26) in der Trennwand bzw. die wandseitig angeordneten Produktdurchtritte (18, 19, 20, 21) jeweils ein zum Siebboden (11 ) bzw. zur jeweiligen Seitenwand im wesentlichen paralleles und zur Trennwand (14, 15, 16, 17) im wesentlichen jeweils senkrecht angeordnetes Leitblech (33, 34, 35, 36) aufweisen, das an der Kante des jeweiligen Produktdurchtritts (18, 19, 20, 21 ) befestigt ist und sich durch den Produktdurchtritt hindurch beiderseits dieser Trennwand (14, 15, 16, 17) jeweils in die beiden benachbarten Kammern erstreckt.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bottom or the approximately at the level of the upper fluidized bed end (26) in the partition or the wall-side product passages (18, 19, 20, 21) each one to the sieve bottom (11) or to the respective side wall essentially parallel and to the partition (14, 15, 16, 17) essentially vertically arranged baffle (33, 34, 35, 36), which at the edge of the respective product passage (18, 19, 20, 21) is fixed and extends through the product passage on both sides of this partition (14, 15, 16, 17) into the two adjacent chambers.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der bodenseitigen Produktdurchtritte im wesentlichen gegenüber von dem Leitblech (33, 34, 35, 36) Einblasbereiche im Siebboden (11) angeordnet sind, die ein Einblasen von Fluidisierungsgas in die Kammer (2, 3, 4, 5, 6) mit einer Geschwindigkeit ermöglicht, die sowohl eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zum Einblasbereich als auch eine Geschwindigkeitskomponente parallel zum Einblasbereich in Richtung des fluidisierten Granulatstroms ermöglicht. 15. The device according to claim 14, characterized in that in the region of the bottom product passages substantially opposite from the guide plate (33, 34, 35, 36) are arranged blowing areas in the sieve bottom (11) which blow fluidizing gas into the chamber (2 , 3, 4, 5, 6) with a speed that enables both a speed component perpendicular to the blowing area and a speed component parallel to the blowing area in the direction of the fluidized granulate flow.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die erste Kammer (2) über ihren Siebboden (11) mit einem ihr zugeordneten Zufuhrkanal für Fluidisierungsgas verbunden ist, der von einem gemeinsamen Zufuhrkanal für die restlichen Kammern (3, 4, 5, 6) getrennt ist.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least the first chamber (2) is connected via its sieve plate (11) to an associated feed channel for fluidizing gas, which is provided by a common feed channel for the remaining chambers (3, 4, 5, 6) is separated.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kammern (2, 3, 4, 5, 6) über ihren jeweiligen Siebboden (11) einem gemeinsamen Zufuhrkanal für Fluidisierungsgas zugeordnet sind.17. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that all chambers (2, 3, 4, 5, 6) are assigned to a common feed channel for fluidizing gas via their respective sieve plate (11).
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie am Produktaustritt (8) einen Prallauflöser aufweist, in den der Produktaustritt mündet.18. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it has an impact resolver at the product outlet (8) into which the product outlet opens.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebböden (11) aller Kammern (2, 3, 4, 5, 6) in einer Ebene angeordnet sind.19. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sieve trays (11) of all chambers (2, 3, 4, 5, 6) are arranged in one plane.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebböden der entlang des fluidisierten Granulatstroms aneinandergereihten Kammern in zueinander versetzten Höhen angeordnet sind.20. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the sieve trays of the chambers lined up along the fluidized granulate stream are arranged at mutually offset heights.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer (2) durch eine sie zylindrisch umgebende Wand (14) in ihrem Grundriss definiert ist und sich die restlichen Kammern (3, 4, 5, 6) um die erste Kammer (2) radial nach aussen hin mit zylindrischen Wänden konzentrisch anschliessen.21. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first chamber (2) is defined in its floor plan by a wall (14) which surrounds it cylindrically and the remaining chambers (3, 4, 5, 6) are around the first Connect chamber (2) concentrically radially outwards with cylindrical walls.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer durch ein Paar konzentrischer zylindrischer Wände in ihrem Grundriss definiert ist, wobei sich die restlichen Kammern innerhalb der inneren zylindrischen Wand der ersten Kammer radial nach innen hin mit zylindrischen Wänden konzentrisch anschliessen.22. The device according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the first chamber is defined by a pair of concentric cylindrical walls in its plan, the remaining chambers within the inner Connect the cylindrical wall of the first chamber concentrically radially inwards with cylindrical walls.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer in ihrem Grundriss rechteckförmig ist und sich die restlichen Kammern an die erste Kammer nach aussen hin anschliessen.23. Device according to one of claims 1 to 20, characterized in that the first chamber is rectangular in plan and the remaining chambers adjoin the first chamber to the outside.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer in ihrem Grundriss rechteckförmig ist und sich die restlichen Kammern innerhalb der ersten Kammer nach innen hin ineinander verschachtelt mit ebenfalls jeweils rechteckförmigem Grundriss konzentrisch anschliessen.24. The device according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the first chamber is rectangular in its plan and the remaining chambers within the first chamber are nested inside each other concentrically with each also rectangular plan.
25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die restlichen Kammern jeweils derart ausgelegt sind, dass in ihnen das Verhältnis zwischen der Schichthöhe des fluidisierten Granulats und der kleinsten Grundriss-Kammerabmessung im Bereich von 0,5 bis 2 liegt.25. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the remaining chambers are each designed such that in them the ratio between the layer height of the fluidized granules and the smallest floor plan chamber dimension is in the range from 0.5 to 2.
26. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am weitesten stromauf angeordnete erste Kammer (2) einen Grossteil des Gesamtvolumens aller Kammern (2, 3, 4, 5, 6) einnimmt.26. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the most upstream first chamber (2) takes up a large part of the total volume of all chambers (2, 3, 4, 5, 6).
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der ersten Kammer (2) etwa die Hälfte des Gesamtvolumens aller Kammern (2, 3, 4, 5, 6) ist.27. The device according to claim 26, characterized in that the volume of the first chamber (2) is approximately half of the total volume of all chambers (2, 3, 4, 5, 6).
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbodenfläche der ersten Kammer (2) einen Grossteil der gesamten Siebbodenfläche einnimmt.28. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sieve bottom surface of the first chamber (2) takes up a large part of the entire sieve bottom surface.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebbodenfläche der ersten Kammer (2) etwa die Hälfte der gesamten Siebbodenfläche aller Kammern (2, 3, 4, 5, 6) ist. 29. The device according to claim 28, characterized in that the sieve bottom surface of the first chamber (2) is approximately half of the total sieve bottom surface of all chambers (2, 3, 4, 5, 6).
30. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckenbereich der Vorrichtung (1 ) zwischen der Wirbelschichtoberfläche (26) und dem Fluidisierungsgas-Abzug ein Zickzack- Abscheider (12) angeordnet ist.30. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a zigzag separator (12) is arranged in the ceiling area of the device (1) between the fluidized bed surface (26) and the fluidizing gas discharge.
31. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabseitigen Ende der letzten Kammer (6) der Produktaustritt in einer Wand fensterartig (22) ausgebildet ist und ein Schieber vorgesehen ist, durch den der untere Rand des Fensters (22) verstellt werden kann.31. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the downstream end of the last chamber (6) the product outlet in a wall is window-like (22) and a slide is provided through which the lower edge of the window (22) adjusts can be.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass am stromabseitigen Ende der letzten Kammer (6) der Produktaustritt als eine Art schwenkbares Wehr ausgebildet, dessen Höhe durch Schwenken des Wehres verstellt werden kann.32. Device according to one of claims 1 to 30, characterized in that at the downstream end of the last chamber (6) the product outlet is designed as a kind of pivotable weir, the height of which can be adjusted by pivoting the weir.
33. Verfahren zum kontinuierlichen thermischen Behandeln eines körnigen Schüttgutes (Granulat), insbesondere zum Kristallisieren von Polymergranulat, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat durch die mehreren aneinandergereihten Fluidisierungskammern geführt wird, die jeweils einen Siebboden aufweisen, durch den in die jeweilige Kammer von unten her ein Fluidisierungsgas zum Fluidisieren des Granulats eingeblasen und im Deckenbereich der Vorrichtung abgezogen wird, wobei die absolute Füllhöhe des fluidisierten Granulates in der ersten Kammer mindestens so hoch wie die absolute Füllhöhe der sich stromab anschliessenden restlichen Kammern ist.33. Process for the continuous thermal treatment of a granular bulk material (granules), in particular for crystallizing polymer granules, such as e.g. Polyethylene terephthalate (PET), using the device according to one of claims 1 to 27, characterized in that the granules are passed through the several fluidization chambers arranged in series, each of which has a sieve plate, through which a fluidizing gas for fluidizing into the respective chamber from below of the granules is blown in and pulled off in the ceiling area of the device, the absolute filling level of the fluidized granules in the first chamber being at least as high as the absolute filling level of the remaining chambers downstream.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass in sämtliche Kammern Fluidisierungsgas mit einer einheitlichen ersten Behandlungstemperatur eingeblasen wird. 34. The method according to claim 33, characterized in that fluidizing gas is blown into all chambers with a uniform first treatment temperature.
35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisierungsgas als Wärmequelle zum Aufheizen des fluidisierten Granulats verwendet wird.35. The method according to claim 34, characterized in that the fluidizing gas is used as a heat source for heating the fluidized granules.
36. Verfahren nach Anspruch 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisierungsgas zumindest teilweise ein mit dem fluidisierten Granulat reagierendes Gas enthält.36. The method according to claim 33 to 35, characterized in that the fluidizing gas at least partially contains a gas reacting with the fluidized granules.
37. Verfahren nach Anspruch 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens eine der restlichen Kammern ein Fluidisierungsgas mit einer zweiten Behandlungstemperatur eingeblasen wird.37. The method according to claim 33 to 36, characterized in that a fluidizing gas with a second treatment temperature is blown into at least one of the remaining chambers.
38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidisierungsgas als Wärmesenke zum Kühlen des fluidisierten Granulats verwendet wird.38. The method according to claim 37, characterized in that the fluidizing gas is used as a heat sink for cooling the fluidized granules.
39. Verfahren nach Anspruch 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet dass in sämtliche Kammern Fluidisierungsgas mit gleichem Überdruck und gleicher Gasgeschwindigkeit eingeblasen wird.39. The method according to claim 33 to 38, characterized in that fluidizing gas is blown into all chambers with the same overpressure and the same gas velocity.
40. Verfahren nach Anspruch 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass in die erste Kammer Fluidisierungsgas mit höherem Druck und/oder höherer Gasgeschwindigkeit als in die restlichen Kammern eingeblasen wird. 40. The method according to claim 33 to 38, characterized in that fluidizing gas is blown into the first chamber with a higher pressure and / or higher gas velocity than in the remaining chambers.
PCT/CH2002/000442 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material WO2003022544A2 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0212059-3A BR0212059B1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 device and method for continuous heat treatment of granular mass material.
AT02747137T ATE482065T1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 CONTINUOUS THERMAL TREATMENT OF BULK GOODS
KR10-2004-7003457A KR20040062537A (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous thermal treatment of bulk material
CN028170520A CN1549762B (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous thermal treatment of bulk material
JP2003526652A JP2005500928A (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk materials
EA200400424A EA005330B1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material
MXPA04001702A MXPA04001702A (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material.
EP02747137A EP1425146B1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material
PL02367720A PL367720A1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material
DE50214675T DE50214675D1 (en) 2001-09-11 2002-08-13 CONTINUOUS THERMAL TREATMENT OF BULBS
US10/796,173 US7350318B2 (en) 2001-09-11 2004-03-10 Continuous thermal treatment of bulk material

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10144747.7 2001-09-11
DE10144747A DE10144747A1 (en) 2001-09-11 2001-09-11 Apparatus for continuous heat treatment of granular materials, has fluidization chambers separated by partitions which have sieve bottom, below which fluidizing gas inlet is mounted

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/796,173 Continuation US7350318B2 (en) 2001-09-11 2004-03-10 Continuous thermal treatment of bulk material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2003022544A2 true WO2003022544A2 (en) 2003-03-20
WO2003022544A3 WO2003022544A3 (en) 2003-07-10

Family

ID=7698645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH2002/000442 WO2003022544A2 (en) 2001-09-11 2002-08-13 Continuous heat treatment of bulk material

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7350318B2 (en)
EP (1) EP1425146B1 (en)
JP (1) JP2005500928A (en)
KR (1) KR20040062537A (en)
CN (1) CN1549762B (en)
AT (1) ATE482065T1 (en)
BR (1) BR0212059B1 (en)
DE (2) DE10144747A1 (en)
EA (1) EA005330B1 (en)
ES (1) ES2353205T3 (en)
MX (1) MXPA04001702A (en)
PL (1) PL367720A1 (en)
WO (1) WO2003022544A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013219684A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Krones Ag Apparatus for heating plastic bricks

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319626A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-25 Outokumpu Oyj Fluid bed process for heat treatment of bulk mineral solids, e.g. iron ore, comprises supply of higher-power fluidization gas near solids inlet zone
DE102005037111A1 (en) * 2005-08-03 2007-02-15 Alstom Technology Ltd. Circulating fluidized bed reactor for burning fuel e.g. coal, has separator arranged in free space for separating solid particulate from fluidization gas and for recirculating separated solid particulate into centrifugal chambers
CN100509910C (en) * 2006-12-29 2009-07-08 中国石化仪征化纤股份有限公司 Horizontal polyester solid phase polycondensation reaction device
DE102007012450A1 (en) * 2007-03-15 2008-09-18 Rieter Automatik Gmbh Process for granulation and crystallization of thermoplastic polymers
US7829031B2 (en) * 2007-11-16 2010-11-09 Brunob Ii B.V. Methods and systems for multistage processing of fluidized particulate solids
DE102009009957A1 (en) 2009-02-23 2010-08-26 Bühler AG Process for the production of polyester particles at high throughput in one line
WO2010135811A1 (en) * 2009-05-28 2010-12-02 Husky Injection Molding Systems Ltd. A polymer treatment device for providing a treatment to a polymer bed, a computer-readable medium associated with a controller thereof, and an associated molding system
CN101566422B (en) * 2009-06-11 2010-09-29 陆文光 Boiling fluidization drying apparatus
CN101571341B (en) * 2009-06-11 2010-09-29 陆文光 Fluid-bed drying system
AT510897B1 (en) * 2010-09-03 2012-10-15 Univ Wien Tech HEAT STORAGE SYSTEM
DE102011101059B3 (en) * 2011-05-09 2012-04-26 Probat-Werke Von Gimborn Maschinenfabrik Gmbh Apparatus for heat treatment of a pourable vegetable good
DK2707127T4 (en) * 2011-05-12 2020-08-31 Glatt Ingtech Gmbh Device for continuous treatment of solids in a fluid-bed apparatus
WO2012161131A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-29 三菱重工業株式会社 Fluidized bed drying device
JP5777402B2 (en) * 2011-05-20 2015-09-09 三菱重工業株式会社 Fluidized bed dryer
AT515683B1 (en) * 2014-06-10 2015-11-15 Tech Universität Wien Fluidized bed reactor
CN108955212B (en) * 2018-05-28 2019-09-17 遵义中铂硬质合金有限责任公司 Powder metallurgy mixture dry pot
DE102018208930A1 (en) * 2018-06-06 2019-12-12 Glatt Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Apparatus and process for the preparation and treatment of granules and adapter nozzle for connecting a granulator-producing granulator and a fluidizing apparatus
RU186511U1 (en) * 2018-09-03 2019-01-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) PLANT FOR PROCESSING BULK BODIES IN A PSEUDO-LIQUID LAYER
EP3663687B1 (en) * 2018-12-05 2024-01-24 ED-IPR ApS An apparatus, a bottom plate component and a method for drying bulk particulate material
RU198392U1 (en) * 2020-03-02 2020-07-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) BOILER LAYER
RU2763601C1 (en) * 2021-06-30 2021-12-30 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» Method for heat treatment of bulk materials

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2316664A (en) * 1940-10-09 1943-04-13 Minerals And Metals Corp Process of and apparatus for facilitating and controlling chemical reactions and physical treatments
GB1044007A (en) * 1962-09-04 1966-09-28 Gas Council Improvements in and relating to thermally insulated reaction vessels
US3360867A (en) * 1965-11-18 1968-01-02 Komline Sanderson Eng Corp Batch-type fluidizing apparatus and process
US3691644A (en) * 1970-01-14 1972-09-19 Buehler Ag Geb Method and arrangement for the continuous thermal treatment of granular material with a gas
US3841843A (en) * 1972-12-18 1974-10-15 Texaco Inc Apparatus for fluidized catalytic cracking of hydrocarbons
GB1449372A (en) * 1973-05-10 1976-09-15 Anhydro As Apparatus for the treatment of fluidized material
US4161578A (en) * 1978-05-12 1979-07-17 Bepex Corporation Process for solid phase polymerization of polyester
US4407355A (en) * 1980-03-11 1983-10-04 Bergwerksverband Gmbh Method and apparatus for decreasing the heat and material exchange in the direct vicinity of the walls of fluidized bed reactors
US4664889A (en) * 1984-11-09 1987-05-12 Shell Oil Company Apparatus for separating hydrocarbon products from catalyst particles
GB2189164A (en) * 1986-03-14 1987-10-21 Univ Birmingham Apparatus for fluidised beds
US4750989A (en) * 1987-01-16 1988-06-14 Amoco Corporation Catalyst inventory determination
US4958443A (en) * 1988-03-12 1990-09-25 Walter Haueter Method and apparatus for treating bulk material
EP0481799A1 (en) * 1990-10-19 1992-04-22 Stork Protecon B.V. Apparatus for conditioning divided or particulate material
US5114700A (en) * 1985-09-20 1992-05-19 Mintek Electrically heated fluidized bed reactor and processes employing same
US5269262A (en) * 1991-04-11 1993-12-14 Tampella Power Oy Combustion unit
US5516880A (en) * 1995-06-29 1996-05-14 Hosokawa Bepex Corporation Fluid bed cooling system for polymer processing
US5590479A (en) * 1992-08-11 1997-01-07 Buhler Ag Method for continuously crystallizing and polymerizing synthetic material and a device for it

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3869256A (en) * 1972-09-28 1975-03-04 Atomic Energy Commission Continuous fluid bed reactor for fissionable material
US5264196A (en) * 1984-10-15 1993-11-23 Mitsubishi Materials Corporation Multichamber type fluid bed reaction apparatus and method
EP0379684B1 (en) 1988-12-23 1993-10-27 Bühler Ag Method of and apparatus for the continuous crystallisation of polyesters
EP0441092A1 (en) * 1990-02-08 1991-08-14 Niro Holding A/S A method and apparatus for heat treating a particulate product
IT1271073B (en) 1994-11-21 1997-05-26 M & G Ricerche Spa PROCEDURE FOR THE CRYSTALLIZATION OF POLYESTER RESINS
DE29521563U1 (en) 1995-01-09 1997-10-30 Buehler Ag Device for the continuous crystallization of polyester material

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2316664A (en) * 1940-10-09 1943-04-13 Minerals And Metals Corp Process of and apparatus for facilitating and controlling chemical reactions and physical treatments
GB1044007A (en) * 1962-09-04 1966-09-28 Gas Council Improvements in and relating to thermally insulated reaction vessels
US3360867A (en) * 1965-11-18 1968-01-02 Komline Sanderson Eng Corp Batch-type fluidizing apparatus and process
US3691644A (en) * 1970-01-14 1972-09-19 Buehler Ag Geb Method and arrangement for the continuous thermal treatment of granular material with a gas
US3841843A (en) * 1972-12-18 1974-10-15 Texaco Inc Apparatus for fluidized catalytic cracking of hydrocarbons
GB1449372A (en) * 1973-05-10 1976-09-15 Anhydro As Apparatus for the treatment of fluidized material
US4161578A (en) * 1978-05-12 1979-07-17 Bepex Corporation Process for solid phase polymerization of polyester
US4407355A (en) * 1980-03-11 1983-10-04 Bergwerksverband Gmbh Method and apparatus for decreasing the heat and material exchange in the direct vicinity of the walls of fluidized bed reactors
US4664889A (en) * 1984-11-09 1987-05-12 Shell Oil Company Apparatus for separating hydrocarbon products from catalyst particles
US5114700A (en) * 1985-09-20 1992-05-19 Mintek Electrically heated fluidized bed reactor and processes employing same
GB2189164A (en) * 1986-03-14 1987-10-21 Univ Birmingham Apparatus for fluidised beds
US4750989A (en) * 1987-01-16 1988-06-14 Amoco Corporation Catalyst inventory determination
US4958443A (en) * 1988-03-12 1990-09-25 Walter Haueter Method and apparatus for treating bulk material
EP0481799A1 (en) * 1990-10-19 1992-04-22 Stork Protecon B.V. Apparatus for conditioning divided or particulate material
US5269262A (en) * 1991-04-11 1993-12-14 Tampella Power Oy Combustion unit
US5590479A (en) * 1992-08-11 1997-01-07 Buhler Ag Method for continuously crystallizing and polymerizing synthetic material and a device for it
US5516880A (en) * 1995-06-29 1996-05-14 Hosokawa Bepex Corporation Fluid bed cooling system for polymer processing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013219684A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Krones Ag Apparatus for heating plastic bricks

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003022544A3 (en) 2003-07-10
BR0212059A (en) 2004-08-17
ATE482065T1 (en) 2010-10-15
US7350318B2 (en) 2008-04-01
DE10144747A1 (en) 2003-03-27
EP1425146B1 (en) 2010-09-22
MXPA04001702A (en) 2004-05-31
CN1549762A (en) 2004-11-24
US20040229182A1 (en) 2004-11-18
EA005330B1 (en) 2005-02-24
EP1425146A2 (en) 2004-06-09
DE50214675D1 (en) 2010-11-04
CN1549762B (en) 2010-05-05
ES2353205T3 (en) 2011-02-28
BR0212059B1 (en) 2011-06-28
KR20040062537A (en) 2004-07-07
PL367720A1 (en) 2005-03-07
JP2005500928A (en) 2005-01-13
EA200400424A1 (en) 2004-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2003022544A2 (en) Continuous heat treatment of bulk material
DE19514187C1 (en) Process and device for producing granules by fluidized bed spray granulation
EP0371971B1 (en) Bubble layer chamber
EP0376356B1 (en) Method and apparatus for removing undesirable components from an exhaust gas
DE3609133A1 (en) DEVICE FOR PELLETIZING OD. DGL. TREATMENT OF PARTICLES AND FOLLOWABLE PROCEDURE
DE2821770A1 (en) GRAIN DRYERS
DE3117892A1 (en) BLAST LAYER GRANULATOR
EP0541759B1 (en) Fluidized bed for processing particulate material
EP3708936B1 (en) Method for recycling of polyolefins
EP0382742B1 (en) Process of guiding a stream of bulk solids in at least one circulating bed reactor and reactor installation for realising the process
DE1943757A1 (en) Device for cooling particulate solids
DE1751164A1 (en) Device for the continuous thermal treatment of pourable grainy material
DE3515045A1 (en) Method and device for circulating hot air in a plate drying device
EP1144169B1 (en) Device and method for treating plastic material
DE2165658A1 (en) Method and apparatus for controlling the movement of solid particles in a fluidized bed
DE602004003817T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR SWIVEL LAYER GRANULATION
DE602004002961T2 (en) Fluid bed granulation process and device
DE1957333A1 (en) Drying synthetic polymer particularly poly - ester granules
DE19700029B4 (en) Fluidized bed apparatus
EP0567167B1 (en) Process for cooling hot solid materials in a fluidised bed
AT525005B1 (en) DEVICE FOR TREATMENT OF A PIECE OF MATERIAL AND METHOD OF HEAT TRANSFER
DE102006024126A1 (en) Device for drying crystallizable synthetic material, comprises a processing space for uptake of the synthetic material, feed- and discharge openings for the synthetic material, process gas feed mechanisms, and process gas exhaust systems
DE3437381C2 (en) Heat exchanger for fluidizable solid against gas
DE60203609T2 (en) METHOD FOR DRYING A LIQUID OR A PASTE AND DRYING SYSTEM THEREFOR
DE2608712B1 (en) Sieve tray appts. for contacting solids with fluids - for cooling, heating, roasting, drying etc. of granular material

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TN TR TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZM

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC PT SE SK TR BF BJ CF CG CI GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002747137

Country of ref document: EP

Ref document number: 1162/MUMNP/2003

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2003526652

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: PA/a/2004/001702

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20028170520

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020047003457

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10796173

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1200400304

Country of ref document: VN

Ref document number: 200400424

Country of ref document: EA

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002747137

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642